Einstein et la relativité générale

Les intervenants
Quentin Lazzarotto est réalisateur à « look at sciences » de films documentaires et de courts-métrages. Titulaire d’une licence de sciences et d’un master cinéma et audiovisuel, Il est actuellement responsable du pôle audiovisuel de l’institut Henri Poincaré de Paris après en avoir été régisseur. Il participe aussi au ciné-club de l’IHP et propose un cycle de projections suivies chacunes d’un débat avec des intervenants spécialistes. Ces dernières s’adressent à un large public, qui n’a pas besoin d’être féru de mathématiques pour venir assister aux séances. Les questions sociales, sociétales et éthiques liées aux sciences y sont largement abordées.
Jean-Philippe Uzan est un spécialiste français de gravitation et de cosmologie relativiste. Il est docteur en astrophysique et travaille dès 1999 au CNRS. En 2005 il entre à l’institut d’astrophysique de Paris puis est nommé directeur adjoint de l’institut Henri Poincaré de 2013 à juin 2017. Il a reçu les prestigieux prix Paul Langevin en 2010 et Georges Lemaître en 2015. En marge de ses recherches, il s’investit également dans la diffusion des connaissances.
Jean Eisenstaedt est historien de la physique, directeur de recherche émérite au CNRS et travaille à l’observatoire de Paris. Ses recherches ont porté sur l’histoire de la relativité, de l’astronomie, de l’optique classique et l’épistémologie. Il est l’auteur de nombreux ouvrages sur ces sujets mais aussi sur Einstein.

Le cadre
Nous assistons à une projection du film documentaire en présence du réalisateur Quentin Lazzarroto et de Jean-Philippe Uzan dans l’amphithéâtre de l’INSA de Blois.
La théorie de la relativité générale d’Albert Einstein a révolutionné notre conception de la gravitation, de l’espace et du temps. D’abord encensée, puis oubliée, et redécouverte, l’histoire de cette théorie centenaire a marqué l’histoire scientifique du XXème siècle. Accompagné par des grands physiciens relativistes internationaux, le film nous emmène à la découverte de cette théorie au destin singulier. Nous découvrons un univers où le temps ne s’écoule pas partout de la même façon et où la masse est capable de courber la lumière …
L’idée du film est de rendre la science accessible, de la populariser et d’étudier comment se forme une théorie, comment elle est reçue et acceptée. Aujourd’hui, la théorie de la relativité générale est encore quotidiennement vérifiée à l’observatoire de Paris avec des horloges parmi les plus précises au monde.
Contenu
Albert Einstein est un des scientifiques les plus marquants depuis Isaac Newton. En effet, il regarde la chute libre différemment et imagine la courbure de l’espace-temps : La lumière des étoiles est courbée par la matière ! Einstein découvre une faille dans les équations de Newton qui n’arrivent pas à prédire l’orbite de Mercure. Le mathématicien Grossmann aide Einstein à vaincre ses difficultés et en novembre 1915, ce dernier résout le problème posé par Mercure en proposant une géométrie de l’espace-temps. Il énonce que le temps ne s’écoule pas de la même façon dans l’univers mais aussi que la gravité influence le temps !
Ainsi, pour Einstein, regarder l’univers c’est regarder d’autres temps et sa théorie de la relativité générale parait en 1915 dans l’indifférence générale d’une Europe alors en guerre.
En 1922, les mathématiciens Painlevé et Hadamard du Collège de France trouvent une faille dans la théorie d’Einstein liée à la singularité de Schwarzschild. Einstein débute alors une traversée du désert scientifique et médiatique qui le verra quitter l’Allemagne en 1933 et fortement douter de sa propre théorie. Il meurt en 1955.
Il faut attendre les années 1960 et les travaux de Roger Penrose qui postule que dans un trou noir la lumière est orientée vers l’intérieur. De même, l’astronome Jocelyn Bell Burnell, Oxford, capte des impulsions incompréhensibles mais régulières sur son radiotélescope qu’elle explique par la présence d’un pulsar, une étoile à neutrons, proche d’un trou noir qui permet de vérifier la théorie d’Einstein. Ce dernier avait tort de douter : la gravité courbe la lumière, les horloges sont ainsi affectées par la masse ! Aujourd’hui encore, on n’est pas sûrs que les trous noirs existent mais on en voit les applications et dans quelques années on en aura la preuve absolue.
Aujourd’hui, on constate que la théorie de la relativité générale ne fonctionne pas dans les trous noirs. Le Physicien Carlo Rovelli propose ainsi une théorie de la gravité quantique où il n’y a plus de temps dans les équations.
Depuis la sortie du film en 2015, on a détecté les ondes gravitationnelles (prix Nobel de Physique 2017) et de nombreux résultats ont prouvé bien des choses.
Au final, Einstein a réalisé une synthèse de tout ce qui avait été découvert : tous les scientifiques de l’époque avaient tout sous les yeux mais seul Einstein, sans faire aucune nouvelle expérience, a réussi à synthétiser toutes ses connaissances dans une théorie cohérente et ainsi lancer ainsi une révolution conceptuelle. Il a su conserver sa liberté de pensée, remettre en cause des théories mais aussi des scientifiques établis et n’a pas hésité à penser des choses folles ou à prendre des risques.
Critique du film
Nous avons assisté à une projection de film documentaire de grande qualité où les intervenants se nomment Cédric Villani (médaille Fields), Thibault Damour (médaille du CNRS), jean Eisenstaedt, Jocelyn Bell Burnell, Carlo Rovelli ou encore Christophe Salomon et bien-sûr Jean Philippe Uzan. Le réalisateur a choisi de faire parler Einstein avec la voix d’Alexandre Astier ce qui nourrit le personnage. La musique est magnifique et est l’œuvre du compositeur Arthur Dairaine Andrianaivo.
Le but annoncé, et atteint, est réellement de toucher un large public : Les mots sont simples et le film réussit à intéresser le scientifique averti comme le profane avide de découvrir une théorie qui a changé notre vision de l’univers.
Ce film, fort bien documenté, se laisse regarder avec un plaisir non dissimulé et peut être présenté à un public de lycéens et d’élèves du supérieur.
Pour les fans d’Einstein, on restera cependant un peu sur notre faim car on se concentre ici très précisément et uniquement à la théorie de la relativité générale et on regrettera un peu le côté « grand public » qui tend à romancer la vie, la mort puis la résurrection de cette théorie.
Enfin, grand merci à Quentin Lazzarotto et à Jean Philippe Uzan, 2 ans après la sortie, de venir encore partager ce film et répondre avec précision et passion aux questions de la salle.
Cédric Garcia, Association les Clionautes
Cedric-olivier.garcia@ac-montpellier.fr