PRET

est homogène, c'est-à-dire jouit des mêmes propriétés dans toute son étendue. Comme l'espace de la géométrie, cet Univers est infini.

Une question capitale se pose maintenant: l'Univers réel est-il euclidien? L'existence de la gravitation, que nous ävons totalement négligée jusqu'à présent, ne vient-elle pas détruire l'homogénéité, qui est caractéristique de l'Univers

de Minkowski ?

A PESANTEUR DE L'ÉNERGIE. — Chacun sait qu'aux environs de toute matière règne un champ de gravitation, “C'est-à-dire qu'en tout point de l' espace s “exerce une force, la pesanteur, qui agit sur toute portion de matière, On appelle intensité du champ de gravitation ” ou intensité de la pesanteur en un point la force qui s'exerce en ce point sur une masse matérielle égale à l'unité de masse ; “cette intensité dépend des masses environnantes (les corps sont plus légers sur la lune que sur la terre). D’après la vieille loi de Newton, deux particules matérielles de masses m et m s'attireraient proportionnellement : à leurs masses et en raison inverse du carré de leur distance r, de sorte que da force F aurait pour expression

F — e mm

Tr”

G étant une constante, la constante de la gravitation (égale à 6,7. 10 ‘) dans le système centimètre-gramme-seconde IE CG: S.).

u En un point situé à la distance r d'une particule unique de masse m, l'intensité de la Prier due à cette parti-

cule foie agissant sur la masse m — |) serait Gr LT Tr

La gravitation, qui agit sur toute portion de matière, -

agit-elle aussi sur l'énergie? la pesanteur est-elle, comme

l'inertie, une propriété de l'énergie 2 lorsque la masse inerte

d'un corps change avec son énergie interne, en est:il de même de sa masse pesanle 2

L'expérience répond par l'affirmative. Supposons qu'une perte d'énergie, et par suite de masse, par rayonnement, ne s'accompagne d'aucune variation de poids. Il en résul: terait qu’une certaine quantité d'uranium et l'ensemble des produits de sa transformation, hélium et plomb, auraïent des poids égaux mais des masses différentes. Or les expériences de M. Eotvôs ont démontré (avec une précision qui atteint le vingt-millionième) qu’en tout lieu il y a proportionnalité entre la masse et le poids : la direction de la

verticale, qui est celle de la résultante du poids et de la”

force centrifuge proportionnelle à la masse (force d'inertie due à la rotation de la terre), est en effet la même pour tous les corps.

Nous sommes amenés à conclure que l'énergie rayon-

nante, en particulier la lumière, doit être pesante puisqu'elle a une masse. Par suite un rayon lumineux doit s'incurver dans un champ de gravitation. |

L'ÉQUIVALENCE ENTRE UN CHAMP DE GRAVITATION ET UN CHAMP DE FORCE DU À UN ÉTAT DE MOUVE- MENT ACCÉLÉRÉ. — Les résultats qui précèdent entrainent de graves conséquences.

Pour un observateur lié à la terre, un mobile lancé et abandonné à lui-même n'obéit pas à la loi galiléenne d'inertie, puisqu'il est dévié par la pesanteur: nous voyons qu'il en est de même pour lalumière, ce qui implique que la

vitesse de la lumière ne reste pas rigoureusement constante.

sur tout le parcours d'un rayon lumineux, contrairement au principe fondamental de la constance de cette vitesse.

La même conclusion s'applique partout où règne un champ de gravitation, c'est-à-dire dans l'Univers tout entier; d'aucun système naturel on ne peut voir — du moins sur une grande étendue — un mobile abandonné à lui-même où même un rayon lumineux se propager suivant un mouvement rectiigne et uniforme ; aucun mouvement n'est conforme à la loi d'inertie de Galilée.

Mais, pensera’ le lecteur, ce n'est pas étonnant : la loi de Galilée s'applique, dans un système galiléen, au mobile sur lequel n’est appliquée aucune force; or dans un champ de gravitation une force attractive s'exerce sur le mobile.

Nous allons, avec Einstein, être conduits à une toute autre interprétation : si la loi d'inertie de Galilée n'est pas satisfaite, ce n'est pas parce qu'un mobile subit une force attractive sil y a un champ de gravitation, c'est parce qu'on ne peut pas trouver un système galiléen. Nous allons montrer, en effet, que la force de gravitation ne doit pas être considérée comme une force appliquée à un corps: c'est une force d'inertie absolument de même nature que celle Qui apparaît dans un système accéléré, c'est-à-dire dans un système non galiléen (voir fin du chap. 1) : il en résultera que dans une région où règne un champ de gravitation il n'existe pas de système de référence qui soit gahléen dans toute l'étendue du champ.

Nous allons analyser des notions qui nous paraissent évidentes parce que nous y sommes habitués, et c'est précisément parce que nous y sommes trop habitués que personne, avant M. Einstein, n'avait eu l'idée de les approfondir.

D EA GRAVITATION EST UNE ACTION DE PROCHE EN PROCHE. — A la question pourquoi un