Pourquoi Einstein voulait abandonner les ondes gravitationnelles

Il y a 80 ans, le physicien théoricien Albert Einstein était prêt à renoncer à la théorie des ondes gravitationnelles qui fait tant parler d'elle ces derniers jours.

Comment une erreur regrettable et l'ambition du célèbre scientifique ont failli priver l'humanité de l'une des plus grandes découvertes de ces dernières années?

Les ondes gravitationnelles, enregistrées pour la première fois la semaine dernière, ont été prédites par Albert Einstein il y a cent ans, en 1916. A cette époque, le physicien légendaire travaillait en Allemagne et était publié uniquement dans les journaux scientifiques locaux comme les Annalen der Physik. C'est dans cette revue qu'il a publié en 1905 trois articles importants: "Vers l'électrodynamique des corps en mouvement", "Sur un point de vue euristique de l'apparition et la transformation de la lumière" et "Sur le mouvement des particules suspendues dans un liquide au repos nécessitant une théorie molécularo-cinétique de la chaleur".

En 1933, Einstein quittait l'Allemagne nazie pour s'installer aux USA et, dès lors, ses publications ne sont plus parues que dans des journaux exclusivement anglophones. L'une des revues les plus prestigieuses à l'époque était la Physical Review, pour laquelle Einstein a publié avec le physicien Nathan Rosen, devenu son assistant permanent, un article décrivant pour la première fois les trous de ver — des tunnels dans l'espace-temps. Après quoi le chercheur a cessé d'y publier ses articles.

Cette scission entre le physicien et la rédaction du journal est due à un article que la Physical Review avait refusé de publier: Einstein voulait, avec Nathan Rosen, y renier les ondes gravitationnelles. C'est en tout cas ce qui ressort d'une lettre adressée à l'époque par Einstein à son collègue Max Born. En particulier, le physicien écrivait que son jeune assistant l'avait aidé à comprendre que les "ondes gravitationnelles n'existaient pas, et que la théorie de la relativité et les équations formulées à partir de celle-ci présentaient plus de restrictions qu'il n'avait semblé à l'origine".

L'article développant ces conclusions, intitulé "Est-ce que les ondes gravitationnelles existent?", a été coécrit avec Rosen et envoyé à Physical Review. Einstein insistait sur la publication immédiate de l'article mais le rédacteur en chef du journal John Tate a décidé de l'envoyer pour recension. Une réponse négative a été rapidement rendue et l'article n'a pas été publié.

Einstein et Rosen ont été poussés à croire que les ondes gravitationnelles n'existaient pas en tentant de décrire les ondes gravitationnelles plates, ce qui était impossible sans utiliser les singularités. Au lieu de cela, les chercheurs sont partis du contraire en essayant de prouver que les ondes gravitationnelles n'existaient pas en principe. Le fait est qu'Einstein n'avait pas entièrement pris conscience du fait que la singularité des coordonnées pouvait être supprimée grâce à la transformation des coordonnées — il n'avait pas pris ce risque.

Un an après, Rosen a été remplacé par un autre physicien théoricien: Leopold Infeld. Einstein a réussi à le persuader que les ondes gravitationnelles existaient et l'article, complètement retravaillé et présentant des conclusions inverses, a été publié dans le Journal of the Franklin Institute — cosigné une nouvelle fois par Rosen.

Le physicien légendaire aurait pu remarquer l'erreur bien plus tôt s'il avait lu la critique de son article envoyée par le Physical Review: cette dernière développait déjà la solution — l'utilisation d'un système de coordonnées cylindrique. Par la suite il s'est avéré que la même solution avait été proposée 11 ans plus tôt — en 1925 — par le physicien allemand Guido Beck, mais que son travail était passé inaperçu.

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