Ligne d'univers

En physique, la ligne d'univers d'un objet est le tracé d'un objet lorsqu'il voyage à travers l'espace-temps en 4 dimensions. Le concept de ligne d'univers se distingue du concept de l'« orbite » ou de la « trajectoire » (tel que l'orbite d'un corps dans l'espace ou la trajectoire d'un camion sur une route) par la dimension temporelle. L'idée des lignes d'univers trouve son origine dans la physique et Einstein en fut le pionnier. Le terme est maintenant utilisé le plus souvent dans les théories de la relativité (générale ou restreinte, par exemple). Cependant, les lignes d'univers sont une manière de représenter le cours des événements. Son utilisation n'est pas liée à une théorie spécifique. Dans un usage général, une ligne d'univers est un chemin séquentiel d'événements (avec le temps et l'endroit comme dimensions) qui marquent l'histoire d'un objet. Le carnet de bord d'un navire est une description de sa ligne d'univers, pour autant qu'il comprenne une « étiquette de temps » attachée à chaque position. Il en va de même pour la vitesse d'un navire selon une mesure de distance (appelée métrique) appropriée à la courbe de la surface de la Terre. En physique, la ligne d'univers d'un objet (comme une particule ponctuelle, par exemple) est la séquence des événements de l'espace-temps correspondant à l'histoire de l'objet. La ligne d'univers est un cas spécial de courbe de l'espace-temps. Chaque point d'une ligne d'univers est un événement qui pourrait être libellé avec le temps et la position spéciale de l'objet à ce moment-là. Par exemple, dans un repère fixe par rapport au soleil, l'orbite de la Terre dans l'espace ressemble à un cercle, à une courbe fermée tridimensionnelle : la Terre retourne chaque année au même point dans l'espace. Cependant, elle arrive à cet endroit à un moment différent (un an plus tard). La ligne d'univers de la terre est ainsi représentée par une hélice dans l'espace-temps, une courbe dans l'espace quadridimensionnel, et elle ne retourne donc jamais au même point.