Richard Feynman aborde ici la théorie de la gravitation de manière parfaitement originale. Au lieu de l'approche géométrique traditionnelle de la relativité générale, il démontre comment la construction d'une théorie consistante d'un champ de spin-2 denué de masse (le graviton) conduit inexorablement à la relativité générale d'Einstein. On y retrouve ces digressions et remarques sur les fondements de la physique et toute une série d'autres questions qui en font un livre toujours stimulant et parfois provocant, voire drôle. Ces leçons sur la gravitation ont été rédigées à partir de notes prises au séminaire de Feynman en 1962-1963 par deux étudiants, Fernando B. Morinigo et William G. Wagner, et corrigées par lui.

Richard Feynman, né à Brooklyn en 1918, fut professeur de physique théorique au Caltech. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1965 pour ses travaux en électrodynamique quantique. Son Cours de physique est une référence dans le monde entier.

1. Leçon 1
   1. 1.1 La gravitation comme théorie de champ
   2. 1.2 Caractéristiques des phénomènes gravitationnels
   3. 1.3 Effets quantiques en gravitation
   4. 1.4 Problèmes philosophiques de la quantification des objets macroscopiques
   5. 1.5 La gravitation comme conséquence des autres champs
2. Leçon 2
   1. 2.1 Les postulats de la mécanique statistique
   2. 2.2 Difficultés des théories spéculatives
   3. 2.3 Échange d'un seul neutrino
   4. 2.4 Échange de deux neutrinos
3. Leçon 3
   1. 3.1 Spin du graviton
   2. 3.2 Amplitudes et polarisations en électrodynamique, notre théorie canonique
   3. 3.3 Amplitudes pour l'échange d'un graviton
   4. 3.4 Interprétation physique des termes qui composent les amplitudes
   5. 3.5 Lagrangien du champ gravitationnel
   6. 3.6 Équations du champ gravitationnel
   7. 3.7 Définition des symboles
4. Leçon 4
   1. 4.1 Relation entre le rang du tenseur et le signe du champ
   2. 4.2 Tenseur énergie-impulsion pour la matière scalaire
   3. 4.3 Amplitudes de diffusion (théorie scalaire)
   4. 4.4 Propriétés des ondes planes, effet Compton
   5. 4.5 Diagrammes non-linéaires pour les gravitons
   6. 4.6 Équations classiques du mouvement d'une particule dans le champ de gravitation
   7. 4.7 Particule en orbite autour d'une étoile
5. Leçon 5
   1. 5.1 Orbites planétaires et précession du périhélie de Mercure
   2. 5.2 Dilatation du temps dans le champ gravitationnel
   3. 5.3 Effets cosmologiques de la dilatation du temps. Principe de Mach
   4. 5.4 Principe de Mach en théorie quantique
   5. 5.5 Énergie du champ gravitationnel
6. Leçon 6
   1. 6.1 Termes bilinéaires du tenseur énergie-impulsion
   2. 6.2 Formulation d'une théorie correcte à tous les ordres
   3. 6.3 Construction d'invariants sous les transformations infinitésimales
   4. 6.4 Lagrangien de la théorie valable à tous les ordres
   5. 6.5 Équation d'Einstein pour le tenseur énergie-impulsion
7. Leçon 7
   1. 7.1 Principe d'équivalence
   2. 7.2 Quelques conséquences du principe d'équivalence
   3. 7.3 Rythme maximum des horloges dans le champ de gravitation
   4. 7.4 Expression du temps propre dans un système de coordonnées quelconque
   5. 7.5 Interprétation géométrique du tenseur métrique
   6. 7.6 Courbures en dimensions deux et quatre
   7. 7.7 Grandeurs invariantes sous les transformations générales des coordonnées
8. Leçon 8
   1. 8.1 Transformations des composantes d'un tenseur dans un système de coordonnées non-orthogonales
   2. 8.2 Équations qui déterminent les invariants de gμν
   3. 8.3 Hypothèse d'un espace vraiment plat
   4. 8.4 Les diverses approches de la théorie de la gravitation
   5. 8.5 Espace tangent et courbure
   6. 8.6 Courbure dans des coordonnées arbitraires
   7. 8.7 Propriétés du tenseur de Riemann
9. Leçon 9
   1. 9.1 Modifications de l'électrodynamique requises par le principe d'équivalence
   2. 9.2 Dérivation covariante des tenseurs
   3. 9.3 Transport parallèle d'un vecteur
   4. 9.4 Lien entre courbure et matière
10. Leçon 10
    1. 10.1 Équations du champ pour la gravitation
    2. 10.2 L'action de particules classiques dans un champ gravitationnel
    3. 10.3 L'action pour les champs de matière dans un champ gravitationnel
11. Leçon 11
    1. 11.1 Courbure autour d'une étoile sphérique
    2. 11.2 De la matière à la courbure
    3. 11.3 Métrique de Schwarzschild et champ d'une étoile sphérique
    4. 11.4 Singularité de Schwarzschild
    5. 11.5 Les trous de ver
    6. 11.6 Entraves à la recherche théorique des trous de ver
12. Leçon 12
    1. 12.1 Problèmes en cosmologie
    2. 12.2 Les hypothèses des modèles cosmologiques
    3. 12.3 Interprétation de la métrique cosmologique
    4. 12.4 Les mesures de distances cosmologiques
    5. 12.5 Propriétés d'un univers ouvert ou fermé
13. Leçon 13
    1. 13.1 Rôle de la densité de l'univers en cosmologie
    2. 13.2 De l'éventualité d'un univers non-uniforme et non-sphérique
    3. 13.3 Extinction de galaxies et conservation de l'énergie
    4. 13.4 Principe de Mach et conditions aux limites
    5. 13.5 Les mystères du cosmos
14. Leçon 14
    1. 14.1 Problème des étoiles super-massives en relativité générale
    2. 14.2 Signification des solutions et de leurs paramètres
    3. 14.3 Quelques résultats numériques
    4. 14.4 Prévisions pour les recherches futures d'étoiles super-massives
15. Leçon 15
    1. 15.1 Topologie de l'espace de Schwarzschild
    2. 15.2 Les orbites des particules dans le champ de Schwarzschild
    3. 15.3 Avenir de la géométrodynamique
16. Leçon 16
    1. 16.1 Couplage entre champs de matière et gravitation
    2. 16.2 Achèvement de la théorie : un exemple simple de rayonnement gravitationnel
    3. 16.3 Émission de gravitons lors des désintégrations de particules
    4. 16.4 Émission de gravitons lors des diffusions de particules
    5. 16.5 Sources des ondes gravitationnelles classiques
17. Bibliographie
18. Index
19. Table des matières