Painlevé et la relativité générale
par Jacques Fric
Thèse de doctorat en [Epistémologie, histoire des sciences et des techniques]
Sous la direction de Jean-Jacques Szczeciniarz.
Soutenue en 2013
à Paris 7 .
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Résumé
The study of the Painlevé papers, published in 1921-1922, analyzing differences between the Newtonian theory and the general relativity, reveals an incredible creativity even beyond the still inspired oriented formalism described in his first paper which was the first in the history erasing the singularity on the horizon allowing it to be inwards crossed over by an observer. This spacetime incredible character baffled even the most brilliant minds and the subsequent debate at the "Académie des Sciences" whether it produced masterful contributions, sank into oblivion. Painlevé proposed also a space covariant geometrical formalism for deriving the equations of geodesic motion in the Newtonian theory. This does not longer involve the absolute time of the classical mechanics but thakes the proper time, affine parameter of this geodesic, as dynamical parameter. Whether the extension of this space formalism to general relativity will not fully succeed it still will yield a correct result for describing the conformal spacetime structure of the Schwarzschild problem in general relativity. One might wonder how, a scientist, not familiar with the general relativity, as Painlevé was able to set up such breaking concepts of time and space in his work. Brought to light with honors in recent papers, we will show how, by using various formal descriptions suitable for this spacetime, the Painlevé formalism reveals better than any other the underlying physics and its epistemological involvements. The controversial Painlevé's claims about the ds² did not deserve to be struck by such ostracism. At the end, we will stress convergence of historical, epistemological and scientific approaches.
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Titre traduit
Painlevé and the general relativity
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Résumé
L'examen des contributions de Painlevé en 1921-1922, visant à comparer les théories de Newton et d'Einstein, révèle une incroyable richesse créative allant bien au-delà de la forme géniale orientée, la première dans l'histoire qui efface la singularité sur l'horizon, prouvant qu'on peut le traverser. Mais c'est sur ce concept essentiel d'orientation de l'espace-temps que les esprits, même les plus brillants, ont achoppé et le débat subséquent à l'Académie des Sciences, même s'il a produit des contributions magistrales, sombrera dans l'oubli. Sa formulation géométrique covariante spatiale de la solution newtonienne dévoile que le temps newtonien métaphysique est accessoire et que le paramètre dynamique physique est le temps propre, issu de la gravitation à travers la géométrie de son formalisme ! Si sa tentative d'extension à la relativité générale échouera, elle montrera tout de même que la structure causale qu'elle propose est la même que celle de la relativité générale. Ces avancées en rupture avec les concepts de temps et d'espace en vigueur nous conduiront à nous interroger sur les conditions de leurs émergences. Exhumée avec les honneurs dans des contributions récentes, nous montrerons, à travers les différentes descriptions formelles qu'on peut faire de cet espace-temps, comment la phénoménologie particulière que cette forme met en exergue, révèle mieux que toute autre, la physique sous-jacente et les implications épistémologiques associées à ces descriptions. L'analyse des propos de Painlevé sur le ds² montre qu'ils ne justifient pas l'ostracisme qui l'a frappé. La conclusion soulignera la convergence des approches historiques, épistémologiques et scientifiques.
