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- que la durée d’un processus accompli par un système en mouvement
par rapport au système de référence de l’observateur était plus longue
que celle du même processus dans le système de référence (phénomène
de dilatation du temps) ;
- que la longueur d’un corps en mouvement par rapport au système
de référence de l’observateur était plus petite (dans le sens du mouve-
ment du corps) que celle du même corps, mesurée dans un système de
référence au repos par rapport à ce corps (phénomène de contraction des
longueurs) ;
- que la masse d’un corps augmentait au fur et à mesure qu’augmentait
la vitesse du corps lui-même ;
- qu’aucun corps et aucune action physique ne pouvaient se déplacer
à une vitesse dépassant celle de la lumière.
À partir de ces prémisses et du principe de conservation de l’énergie,
Einstein (après Poincaré en 1900) déduisit une autre conséquence impor-
tante, à savoir que la masse d’un corps était équivalente à son énergie, c’est-
à-dire qu’elle pouvait se convertir en énergie, et inversement. La consé-
quence générale, qui fut soulignée par le mathématicien lituanien Hermann
Minkowsky (1864-1909), était que l’espace et le temps ne pouvaient plus
être séparés l’un de l’autre. La variable temporelle n’était que la quatrième
coordonnée d’une même entité, dans un espace-temps à quatre dimen-
sions. Mais Einstein n’était pas encore satisfait. Le fait que sa théorie doive
se limiter aux systèmes de référence inertiels (c’est-à-dire en mouvement
rectiligne et uniforme) lui semblait une limite inacceptable.
Et notamment, il restait un phénomène qui jusqu’alors n’avait pas en-
core été expliqué : la masse inertielle (celle qui opposait une résistance à
n’importe quelle action d’une force) était identique à la masse gravita-
tionnelle (celle qui jouait le rôle de source de la force de gravité). Selon
Einstein, cela ne pouvait pas être une situation fortuite.
Si, dans un système accéléré, se produisait une telle force, la force
gravitationnelle elle aussi pouvait être affectée par le même effet. Et il
observait en outre qu’à l’intérieur d’un système en chute libre, on ne per-
cevait aucune force de gravité.
La solution géniale d’Einstein fut la suivante : l’espace-temps à quatre
dimensions n’était pas un espace euclidien, mais est un espace courbe,
dont la courbure s’accentuait à proximité des corps massifs. Et il y avait
une manière d’observer cette courbure. En effet, puisque la lumière se
propageait en ligne droite, si l’espace était courbé, quand la lumière pas-
sait, par exemple, à côté du Soleil, elle devait subir aussi une déviation.

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