espace-temps.

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espace-temps. n.m., expression désignant la scène où se déroule l'évolution des
systèmes physiques, caractérisée par un espace à quatre dimensions (trois d'espace et une
de temps). Un événement est défini par quatre nombres : trois coordonnées d'espace, qui
déterminent le lieu où se produit l'événement, et une coordonnée de temps, qui marque
l'instant de cet événement.

L'espace-temps de la relativité restreinte.
L'espace-temps est du point de vue mathématique le produit de deux sous-espaces : un
continuum spatial à trois dimensions et un continuum temporel à une dimension. Alors
qu'en théorie de la relativité galiléenne (sur laquelle se fonde toute la mécanique
newtonienne) ces deux continua sont indépendants l'un de l'autre, il n'en est plus de même
en relativité einsteinienne restreinte : l'espace et le temps n'y ont pas de réalité physique
séparée. Tout changement dans la manière de repérer les coordonnées d'espace est
nécessairement assorti d'une modification de la coordonnée de temps. Plus précisément,
deux systèmes de référence « équivalents « du point de vue des lois de la physique se
déduisent l'un de l'autre, dans le continuum d'espace-temps, par rotation des quatre axes
autour de l'origine. Lors du passage d'un système de référence à un autre, c'est donc la
distance séparant deux événements dans l'espace à quatre dimensions qui est conservée ;
d'où les effets de dilatation du temps et de contraction des longueurs observés dans
chacun des sous-espaces (de lieu et de temps) séparément. L'existence d'une vitesse
limite, la vitesse de la lumière, se marque alors au fait que les points représentant l'histoire
d'un système restent à l'intérieur d'un cône centré sur l'origine, et d'ouverture liée à cette
vitesse limite, appelé « cône de lumière «.

L'espace-temps de la relativité générale.
Alors que l'espace-temps de la relativité restreinte est « plat « (et a donc une structure
géométrique euclidienne), l'espace-temps de la relativité générale acquiert une structure
géométrique riemannienne d'espace courbe : les géodésiques (lignes de plus court trajet
d'un point à un autre) y sont des « droites incurvées «. Dans la mesure où ces
géodésiques doivent être identifiées aux « trajets « de la lumière, la déviation des rayons
lumineux au voisinage d'une masse importante (le Soleil par exemple) apparaît comme la
première manifestation de la courbure de l'espace-temps propre à la théorie de la relativité
générale.
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lentille gravitationnelle
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