Les enfants d'Einstein

La vitesse de la lumière est bien la même dans tous les référentiels en chute libre, mais il nous faut considérer une série de référentiels disposés le long du trajet de la lumière; si nous procédons ainsi, nous constatons que pour l'observateur situé à l'extrémité du trajet, la lumière met plus longtemps à couvrir une certaine distance si sa trajectoire passe près du Soleil que lorsqu'elle passe plus loin. Si alors l'observateur dit: "La lumière ralentit au voisinage du Soleil", il ne faut pas voir là plus qu'une façon de parler. Car l'observateur n'est jamais allé voir ce qui se passe tout près du Soleil, et tant qu'il n'est pas allé mesurer la vitesse de la lumière près du Soleil, il ne peut rien affirmer de sûr. Et d'ailleurs, même s'il était en mesure d'effectuer cette mesure, s'il l'avait effectivement réalisée à l'intérieur d'un référentiel en chute libre, il aurait trouvé... la même valeur que dans n'importe quel autre référentiel en chute libre, ce qui n'aurait pas manqué de l’embarrasser. Tout ce que peut dire l'observateur sans craindre d'être mis en contradiction avec lui-même, c'est qu'il a observé un retard, dépendant de la distance du Soleil à laquelle la lumière est passée. L'énoncé "la lumière a ralenti" n'a de sens que mathématique: dans une représentation mathématique particulière, ce qu'en relativité générale on appelle un système particulier de coordonnées, la lumière semble avoir une vitesse variable. Mais rien ne prouve que cet énoncé garde sa vérité dans une autre représentation de mouvement de la lumière, dans un autre système de coordonnées. Tout ce que nous savons, c'est que la quantité observable, le retard pris pas la lumière, a toujours la même valeur quelle que soit la représentation utilisée. Une fois de plus, nous avons ici un exemple de situation où l'usage non contrôlé de certains mots ou de certaines expressions peut occasionner de regrettables confusions. Nous avons déjà rencontré un cas semblable, au chapitre 3, à propos de la question de savoir si c'était l'horloge ou le signal qui changeait "réellement" de fréquence du fait du décalage vers le rouge.
Pour éviter de tels embarras, nous allons déterminer le retard pris par la lumière - du moins de manière qualitative - en ne nous référant qu'à des "observables". la méthode est comparable à celle déjà utilisée pour déterminer la valeur de la déviation de la lumière. Ici, comme là, nous allons voir que le retard est dû en partie au principe d'équivalence et en partie à la courbure de l'espace.