Einstein a fait l'hypothèse que le temps n'avançait pas de la même manière partout. Si l'on place une horloge sur Terre et une horloge à des milliers de kilomètres de la Terre, l'horloge sur Terre retardera par rapport à l'autre car la gravitation y est plus intense.
De grands corps célestes comme notre planète ralentissent aussi l'écoulement du temps. Ainsi, près de la mer le temps passe plus lentement qu'au sommet d'une montagne. Il existe même une différence temporelle extrêmement petite entre nos pieds et notre tête !
Selon sa théorie de la relativité restreinte, la lumière dans un espace vide se déplace toujours à la même vitesse, soit à 299 792 458 mètres par seconde. Le temps en revanche, ne s'écoule pas de la même manière. Il diffère en effet selon la vitesse à laquelle on se déplace.
Cependant à 20 000 km d'altitude, ils ne subissent que le quart de l'attraction gravitationnelle terrestre ce qui au contraire accélère leur vieillissement et augmente leurs journées de 45 microsecondes. La différence totale entre une journée sur Terre et une journée à bord du satellite est de 38 microsecondes !
Une autre caractéristique est l'effet d'entraînement sur l'espace-temps. En effet, l'influence du trou noir sur la géométrie de l'espace-temps est très forte. La rotation de l'astre doit se répercuter sur cette géométrie, donc également sur le mouvement des corps passant à proximité.
La matière qui entre dans le trou noir se retrouverait comprimée dans un même point central, une singularité gravitationnelle. Nos conceptions du temps et de l'espace s'effondrent dans cette singularité.
Selon Einstein, la masse du Soleil provoque une déformation de l'espace-temps qui est à l'origine du mouvement de la Terre. C'est pour cette raison que des corps sans masse, comme les photons, subissent les défromations de l'espace-temps (voir l'animation sur les lentilles gravitationnelles).
C'est la vitesse de la Terre qui l'empêche de « tomber » sur le Soleil (car elle est attirée par le Soleil).
« La vitesse de la lumière, c'est en fait la vitesse de propagation de l'énergie, quelle que soit cette forme d'énergie. » Nos connaissances actuelles ne permettent à aucun objet de se déplacer plus vite que 300 000 kilomètres par seconde.
Des formations peuvent ensuite leur permettre d'accéder aux grades suivants et de toucher entre 7.600 € et 8.400 €. Pour bénéficier du grade A4, il faut enfin avoir voyagé dans l'espace, ce qui est le cas de Thomas Pesquet. À titre de comparaison, les astronautes de la Nasa touchent entre 5.000 € et 11.160 € par mois.
Le physicien américain Lee Smolin, dans son livre La renaissance du temps, étend cette vision à la cosmologie. Selon lui, le temps est réel et le monde n'est pas déterminé d'avance, il peut créer, apprendre, évoluer. Et notre libre arbitre peut y devenir plus qu'une illusion.
Selon Albert Einstein, temps, espace et matière ne peuvent exister l'un sans l'autre. Plus encore, elle inverse l'ordre habituel de causalité : ce ne sont plus le temps et l'espace qui sont le cadre des phénomènes mettant en jeu la matière, mais les corps qui influent principalement sur le temps et l'espace.
Le fait que l'univers soit fini ou infini dépend alors de sa courbure. Si notre univers est plat ou hyperbolique, alors il peut être soit fini soit infini. Il pourrait même être fini dans une direction et infini dans une autre. Par contre, si l'univers est sphérique, alors il est forcément fini.
Le temps ne fait que transporter avec lui l'invariance des lois physiques. Pourtant, les physiciens ne sont pas tous d'accord sur le temps. Certains, comme Carlo Rovelli (Centre de physique théorique, à Marseille), vont jusqu'à dire que le temps n'existe pas, que c'est une illusion.
Pour la théorie quantique, l'espace et le temps sont un cadre statique dans lequel les particules se déplacent. Dans la théorie de la relativité d'Einstein, non seulement l'espace et le temps sont inextricablement liés, mais l'espace-temps qui résulte de leur union est variable car modelé par les corps qu'il contient.
Selon lui, ce ressenti de passage accéléré du temps serait en fait lié au vieillissement de notre cerveau. Cette première explication est donc d'ordre cérébral : avec l'âge, les réseaux de nerfs et de neurones du cerveau grandissent et se complexifient. L'information y circule de plus en plus lentement.
Elle dépend beaucoup de la stature et de la position (environ 180 km/h pour un adulte de constitution moyenne stable à plat ; moins pour un enfant ; plus lorsque le chuteur se met en boule ; et jusqu'à plus de 300 km/h pour un chuteur arrivant à tenir une position stable tête en bas).
L'absence de gravité se répercute également sur les muscles et le squelette des astronautes. Elle entraîne une réduction de la masse musculaire et de la densité osseuse.
Cela pourrait signifier que le neutrino se déplace à une vitesse de 299 799,9 ± 1,2 km/s , soit 7,4 km/s de plus que la vitesse de la lumière.
Pourquoi ? Parce que la Terre est une planète qui fonctionne en circuit fermé. Lorsqu'un litre d'eau arrive à la mer, un litre d'eau s'évapore. C'est ce que l'on appelle le cycle de l'eau.
Dans l'espace, la face d'un satellite sur orbite terrestre exposée au Soleil (ou celle du scaphandre d'un astronaute) peut potentiellement monter à + 150 °C, tandis que celle à l'ombre descendra à – 120 °C puisque, contrairement à la plage sur Terre, il n'y a pas d'air ambiant.
Cela signifie que la durée d'un jour sur Terre s'allonge d'une seconde tous les 50 000 ans. La seule chose qui pourrait arrêter la rotation de la Terre serait qu'une autre planète s'écrase contre elle.
En 1905, Albert Einstein établit la théorie de la relativité restreinte fondant ainsi la notion d'espace-temps et établissant un lien entre l'énergie et la masse.
Le temps n'est que la quatrième dimension de l'espace-temps. Et la science-fiction l'a découvert avant la physique ! Le livre de H. G. Wells, La machine à voyager dans le temps, commence par une très belle description du temps au sens d'Einstein, comme une dimension verticale.
La notion d'espace-temps émerge au XVIII e siècle, notamment avec Jean d'Alembert ( 1717 - 1783 ) dont l'article « Dimension » de l'Encyclopédie est — semble-t-il — la première publication à proposer de considérer le temps comme une quatrième coordonnée.