Modèle inédit d'Univers hétérogène.

Relativité des apparences et Relativité des réalités.

Après avoir publié en 1905 une « relativité restreinte » applicable aux seuls référentiels Galiléens » destinée à la corrections des apparences liées à la vitesse relative entre objet et observateur, Einstein a publié en 1916 ce qu'il a dénommé « relativité générale ». Il a regretté à raison d'avoir choisi cette dénomination pour sa grande recherche qui est en fait une théorie de la gravitation, gravitation dont les effets sont bien réels comme chacun sait.

Il semblerait que le terme « relativité » soit à l'origine d'un amalgame entre ces 2 Théories qui n'ont en fait rien de commun. Pour dissiper ce malentendu j'ai choisi l'exemple du GPS. Le GPS est l'application concrète la plus courante dont le fonctionnement met en jeu les 2 théories de la relativité. Si les effets d'ordres différents mis en évidence par ces 2 théories n'étaient pas pris en compte, la navigation par GPS serait entachée d'erreurs rédhibitoires.

Rappel succinct sur le système GPS.

Deux effets principaux de la « relativité » sont à considérer : la dilatation du temps issue de la relativité restreinte affirme que le temps observé à distance paraît dilaté et semble de ce fait s'écouler plus lentement pour un objet se déplaçant à grande vitesse, tandis que la relativité générale stipule que le temps s'écoule réellement plus rapidement pour un objet situé plus haut dans un même champ gravitationnel.

La combinaison de ces deux effets explique que la même horloge atomique n'a pas la même fréquence au sol ou en orbite. Pour l'horloge d'un satellite GPS, les deux effets sont contraires : se déplaçant à une grande vitesse son temps paraît ralenti de 7 μs (7 microsecondes) par jour, alors que située plus haut dans le champ gravitationnel terrestre son temps est réellement accéléré de 45 μs (45 microsecondes) par jour (voir calcul en Tests expérimentaux de la relativité générale). La somme des deux fait que le temps de l'horloge d'un satellite GPS vue du sol avance de δt = 38 μs (38 microsecondes) par jour. Cela correspond donc à une erreur spatiale de δt × c où c est la vitesse de la lumière et donc une dérive de 38 μs × 299 792 km/s = 11,4 km/jour.

Nota : Si l'observateur se trouvait dans l'un des satellites et recevait des signaux provenant du sol terrestre, on aurait alors une horloge du sol qui retarderait réellement de 45 microsecondes mais qui de plus par le fait de l'observation à distance semblerait retarder de 7 microsecondes supplémentaires (réciprocité), ce qui donnerait au final de 45 + 7 = 52 microsecondes de retard !

1°) Explication du retard de 7 microsecondes par jour en orbite.

Le référentiel du satellite ( ou Système de Coordonnées, SC ) est Galiléen car sa vitesse est constante par rapport à un référentiel terrestre au sol.

Les mesures d'un SC à l'autre sont résolues, grâce aux signaux émis, par les relations de la Relativité Restreinte ( R.R. ) sur la « perception » du temps et de l'espace.

Nota : Ces relations prennent en compte le fait que la lumière et les ondes électromagnétiques émises n'ont pas une vitesse infinie et que cela entraîne des illusions (décalages par rapport au réel)qu'il faut savoir corriger (ainsi la simultanéité regardée à distance apparaît décalée ).

La R.R. nous apprend que si v est la vitesse constante relative entre 2 SC, le temps observé T' s'écrit par rapport au temps T du satellite :  : le temps observé au sol par le GPS apparaît dilaté( il semble s'écouler plus lentement ), et il en résulte un retard lorsque l'onde émise arrive au sol.

Ce phénomène d'apparenceest d'ailleurs réciproque, ce qui prouve qu'il n'est qu'une apparence, et que le temps local n'est en rien modifié par une vitesse relative constante entre 2 SC Galiléens. C'est d'ailleurs ce qui fait dire aux cosmologues qu'il règne dans leur modèle d'Univers assimilable à un pudding aux raisins qui gonfle, que le temps qui y règne est universel !

2°) Explication de l'avance de 45 microsecondes par jour en orbite.

Ce champ attractif de la Terre provoque des modifications géométriques de l'espace et du temps selon la Relativité Générale ( R.G. ), qui elles sont bien réelles. Comme il est dit dans l'article ci-dessus, la gravité au niveau du satellite est 4 fois plus faible, ce qui signifie que le potentiel gravitationnel Φ l'est aussi dans la même proportion.

Ici il s'agit de modifications bien réelles du temps et de l'espace. Il ne peut y avoir réciprocité car le potentiel dépend de la distance de la distance radiale r au centre de la Terre, comme représenté ci-après.

Grâce à la théorie de Schwarzschild on sait que le temps autour d'un astre à symétrie sphérique homogène s'exprime en fonction du potentiel gravitationnel , lequelΦ= - (G.M)/r est nul à l'infini et passe par un minimum au centre.

Les potentiels locaux sont à exprimer par rapport à ce point privilégié qu'est le centre du corps à symétrie sphérique ; ils ne sont pas interchangeables, et si l'on dénomme R le rayon terrestre et r le rayon de l'orbite des satellites, on a la variation de potentiel qui s'écritΔΦ= - G.M (1/r – 1/R) = G.M.(r – R)/r.R.

Dans l'expression de la métrique ,Φ< 0→ les coefficients (1 + 2Φ/c.c) sont toujours < à 1, ce qui donne unedilatation réelle du tempsdans le champ gravitationnel, soit > dt_∞ .

En conséquence dans notre système GPS la dilatation du temps au sol est plus importante qu'en orbite, c'est-à-dire que le temps est écourté en orbite par rapport à celui du sol.

En résumé, s'il n'y avait pas la question de la transmission à distance des signaux et de leur réception, il n'y aurait qu'à tenir compte de la seule différence de dilatation réelle du temps entre l'orbite et le sol qui occasionne le décalage de 45 microsecondes.

Conclusion.

Si l'on considère que les corps célestes qui peuple l'Univers sont tous des référentiels Galiléens, alors temps et métrique spatiale sont universels.

Mais alors comment expliquer l'accélération de l'expansion ? On est bien obligé de considérer qu'un champ répulsif, caractérisé par son potentiel répulsif associé, agit non seulement sur la matière visible, mais également sur toutes les formes d'énergie.

Dès lors, on ne peut plus feindre de croire que métrique et temps ne sont aucunement modifiés.

Ceux qui méconnaissent les effets gravitationnels, bien réels ceux-là, n'ont aucune chance de proposer des modèles d'Univers réalistes, car l'univers est dominé par un champ répulsif ou anti-gravitationnel, seule explication plausible à l'expansion constatée. Lequel champ est à exprimer dans un référentiel privilégié passant par le point du Big-bang. Ce point est nécessairement au centre du corps énergétique à symétrie sphérique qu'est l'Univers.

Les effets de ce champ d'accélérations répulsif sur l'architecture générale de l'Univers sont analogues à ceux qui règnent autour d'un corps massif, peu important qu'ils soient dynamiques plutôt que statiques.

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Voir suite en 3ème et dernière partie...

2ème partie à suivre