Pendant quatre mois, de mars à juin 1905, Albert Einstein a publié quatre articles qui ont révolutionné la science. L'un expliquait comment mesurer la taille des molécules dans un liquide, un second, comment déterminer leur mouvement, et un troisième décrivait comment la lumière se présentait en paquets appelés photons - le fondement de la physique quantique et l'idée qui lui valut finalement le prix Nobel. Un quatrième article a introduit la relativité restreinte, amenant les physiciens à reconsidérer les notions d'espace et de temps qui avaient suffi depuis l'aube de la civilisation. Puis, quelques mois plus tard, presque après coup, Einstein soulignait dans un cinquième document que la matière et l’énergie pouvaient être interchangeables au niveau atomique en particulier, que E = mc2, base scientifique de l’énergie nucléaire et équation mathématique la plus célèbre du monde. l'histoire.
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Pas étonnant que 2005 ait été désignée mondialement comme une célébration de toutes les choses d'Einstein. Les organisations internationales de physique ont proclamé ce centenaire Année mondiale de la physique et des milliers d'institutions scientifiques et d'enseignement ont suivi leur exemple. Les images d'Einstein sont devenues encore plus courantes que d'habitude, les discussions sur son impact comme un battement de tambour culturel. «Son nom est synonyme de science», déclare Brian Schwartz, physicien au Graduate Center de la City University de New York. "Si vous demandez aux enfants de vous montrer à quoi ressemble un scientifique, la première chose qu'ils vont dessiner, ce sont des cheveux blancs et sauvages."
À bien des égards, l '«année miracle» d'Einstein a inauguré l'ère moderne, avec ses points de vue divergents et discordants et son impact sur les vérités établies. Mais à l’époque en général, il s’agissait d’un grand bouleversement culturel et social. Également en 1905, Sigmund Freud publia son essai «Les blagues et leur relation à l'inconscient» et un compte-rendu de l'une de ses premières psychanalyses. Pablo Picasso est passé de sa période bleue à sa période rose. James Joyce a terminé son premier livre, Dubliners . Pourtant, personne n'a repensé les postulats universels n'était plus profond que celui d'Einstein.
En grande partie pour cette raison, Einstein est aujourd'hui plus un mythe que l'homme, et l'essence de ce mythe est que le fonctionnement de son esprit est hors de portée non seulement de la plupart des mortels, mais même de la plupart des physiciens. Comme avec beaucoup de mythes, il y a une part de vérité. «J'ai appris la relativité générale à trois reprises», explique Spencer Weart, directeur du Centre d'histoire de la physique à l'American Institute of Physics. "C'est aussi difficile, subtil et différent."
Mais il y a aussi beaucoup d'exagération dans le mythe. Dès le début, bien avant qu'il ne soit Einstein, l'Inscrutable, le plus prévenant de ses collègues physiciens, comprenait ce qu'il avait accompli et sa signification plus large. Il avait réinventé la physique, ce qui est une autre façon de dire qu'il a réinventé la façon dont nous tous - physiciens et non physiciens - concevons notre place dans le cosmos.
Plus précisément, il avait réinventé la relativité. Dans un traité de 1632, Galileo Galilei exposa ce qui allait devenir la version classique de la relativité. Il vous a invité, son lecteur, à vous imaginer sur un quai, observant un navire se déplaçant à une vitesse constante. Si quelqu'un au sommet du mât du navire lâchait un rocher, où at-il atterri? À la base du mât? Ou une petite distance en arrière, correspondant à la distance que le navire avait parcourue pendant la chute du rocher?
La réponse intuitive est une petite distance en arrière. La bonne réponse est la base du mât. Du point de vue du marin qui a largué le rocher, le rocher tombe tout droit. Mais pour vous sur le quai, le rocher semblerait tomber de biais. Vous et le marin voudriez avoir raison: le mouvement du rocher est relatif à celui qui l'observe.
Einstein, cependant, avait une question. Cela l'avait dérangé pendant dix ans, depuis son adolescence à Aarau, en Suisse, jusqu'à l'âge de 16 ans, jusqu'au soir fatidique de mai 1905. Rentrant chez lui après le travail, Einstein a eu une conversation avec Michele Besso, un physicien et son meilleur ami à l'office des brevets à Berne, en Suisse, où ils étaient tous deux employés. La question d'Einstein a en effet ajouté une complication à l'imagerie de Galilée: que se passe-t-il si l'objet descendant du haut du mât n'est pas un rocher mais un faisceau de lumière?
Son choix n'était pas arbitraire. Quarante ans plus tôt, le physicien écossais James Clerk Maxwell avait démontré que la vitesse de la lumière était constante. Il en va de même si vous vous déplacez vers la source de lumière ou si vous vous en éloignez, ou si vous vous en approchez ou si vous vous en éloignez. (Ce qui change, ce n'est pas la vitesse des ondes lumineuses, mais le nombre d'ondes qui vous parviennent dans un certain laps de temps.) Supposons que vous retourniez sur le quai et que vous regardiez le navire de Galilée, ce n'est que maintenant que la hauteur de son mât est 186 282 miles, ou la distance parcourue par la lumière en une seconde. (C'est un grand navire.) Si la personne au sommet du mât envoie un signal lumineux tout en maintenant le navire en mouvement, où at-il atterri? Pour Einstein comme pour Galileo, il atterrit à la base du mât. De votre point de vue sur le quai, la base du mât sera sortie de dessous le haut du mât pendant la descente, comme lors de la chute du rocher. Cela signifie que la distance parcourue par la lumière s'est allongée de votre point de vue. Ce n'est pas 186, 282 miles. C'est plus.
C'est là qu'Einstein commence à partir de Galilée. La vitesse de la lumière est toujours de 186 000 km / s. La vitesse est simplement la distance divisée par, ou «par», une durée. Dans le cas d'un faisceau de lumière, la vitesse est toujours de 186 000 km / s. Par conséquent, si vous modifiez la distance parcourue par le faisceau de lumière, vous devez également modifier le temps.
Vous devez changer l'heure.
"Merci!" Einstein salua Besso le lendemain de leur discussion mémorable. "J'ai complètement résolu le problème."
Selon les calculs d'Einstein, le temps lui-même n'était pas constant, c'était un absolu, une partie immuable de l'univers. C’était maintenant une variable qui dépendait de la façon dont vous et tout ce que vous observez évoluez les uns par rapport aux autres. «Tous les autres physiciens ont supposé qu’il existait une horloge mondiale universelle qui tenait l'heure», explique Schwartz. "Einstein a complètement éliminé cette idée." Du point de vue de la personne sur le quai, le temps qu'il a fallu à la lumière pour atteindre le pont du navire a été plus long qu'une seconde. Cela signifie que le temps passé à bord du navire semblait passer plus lentement que sur le quai. Einstein savait que l'inverse devrait également être vrai. Du point de vue du marin, le quai bougerait et, par conséquent, un faisceau de lumière descendu d'un haut poteau à terre lui semblerait voyager un peu plus loin que vous ne le voudriez sur le quai. Pour le marin, le temps passé à terre semblerait passer plus lentement. Et voilà: un nouveau principe de relativité.
"Désormais, l'espace en soi et le temps en soi sont voués à s'effondrer dans l'ombre", a déclaré le mathématicien allemand Hermann Minkowski en 1908. D'autres physiciens avaient effectué des calculs montrant une différence de mesure du temps similaire entre deux observateurs, mais ils ont toujours ajouté une version de «mais pas vraiment». Pour eux, une différence de temps peut être dans les calculs, mais ce n'était pas dans le monde. Einstein, cependant, a déclaré qu'il n'y avait pas de «vraiment». Il n'y a que ce que vous pouvez mesurer sur le quai à propos du temps passé à bord du navire en mouvement et que le marin peut mesurer à propos du temps passé à bord du navire en mouvement. La différence entre les deux est dans les mathématiques, et les mathématiques, c'est le monde. Einstein a compris que, comme ces perceptions sont tout ce que nous pouvons jamais savoir, elles sont également, en termes de mesure de l'univers, tout ce qui compte.
Musée national d'histoire américaine Smithsonian, Collection d'histoire photographique ("Je sais que ce destin m'a permis de trouver quelques bonnes idées après de nombreuses années de travail fiévreux", a écrit Einstein (à l'Institute for Advanced Study de Princeton en 1940). à un collègue physicien.) C'était un casse-tête pour un employé de 26 ans qui avait soumis sa thèse de doctorat à l'Université de Zurich quelques semaines auparavant. Einstein conservera son emploi au bureau des brevets jusqu'en 1909, mais son obscurité est terminée, du moins parmi les physiciens. Un an après avoir terminé son article sur la relativité, ses idées ont été débattues par certains des scientifiques les plus en vue en Allemagne. En 1908, le physicien Johann Jakob Laub se rendit de Würzburg à Berne pour étudier avec Einstein, expliquant que trouver le grand homme qui travaillait encore dans un bureau des brevets était l’une des «mauvaises blagues» de l’histoire. Mais Einstein ne se plaignait pas. Son «beau» salaire, a-t-il écrit à un ami, était suffisant pour subvenir aux besoins de son épouse et de son fils, Hans Albert, âgé de 4 ans. Son emploi du temps le laissait «huit heures de divertissement par jour, puis dimanche. «Même au travail, il a trouvé beaucoup de temps pour rêver.
Au cours d’une de ces rêveries, Einstein a expérimenté ce qu’il appellerait plus tard «la pensée la plus chanceuse de ma vie».
Il savait que sa théorie de la relativité restreinte de 1905 ne s'appliquait qu'à la relation entre un corps au repos et un corps se déplaçant à une vitesse constante. Qu'en est-il des corps qui bougent à des vitesses changeantes? À l'automne de 1907, il vit dans son esprit une vision qui ressemblait à un faisceau de lumière descendant d'un mât: un homme en train de tomber d'un toit.
Quelle est la différence? Contrairement au faisceau de lumière, qui se déplace à une vitesse constante, l'homme qui tombe serait en train d'accélérer. Mais dans un autre sens, il serait également en repos. Dans tout l'univers, chaque morceau de matière exercerait son influence extrêmement prévisible sur l'homme, par le biais de la gravité. Telle était la vision d'Einstein: l'accélération et la gravitation sont deux manières de décrire la même force. Tout comme une personne à bord du navire de Galileo aurait autant le droit de penser que le quai quittant le navire que le navire quittait le quai, de même un homme en chute libre aurait-il autant le droit de penser à lui-même la terre se précipite vers lui. Et voilà: un autre principe de relativité, appelé relativité générale.
«Einstein a toujours pris ce que tout le monde pensait être deux scénarios de la nature complètement différents et les considérait comme équivalents», déclare Gerald Holton de Harvard, un éminent érudit d'Einstein. Espace et temps, énergie et masse, accélération et gravitation: comme le dit Holton, «Einstein a toujours été confronté à la question suivante: pourquoi devrait-il y avoir deux phénomènes différents avec deux théories différentes pour les expliquer quand ils me considèrent comme un seul phénomène?
Après sa vision de 1907, cependant, huit autres années s'écouleraient avant qu'Einstein élabore les équations pour la soutenir. Einstein a raconté à des amis que, quand il avait enfin compris le calcul pour démontrer la relativité générale en 1915, quelque chose avait éclaté en lui. Il pouvait sentir son cœur battre de façon irrégulière et les palpitations ne s'arrêtaient pas pendant des jours. Il a plus tard écrit à un ami: «J'étais au-delà de moi avec enthousiasme."
À ce moment-là, Einstein était professeur à l'Université de Berlin et la Grande Guerre faisait rage sur tout le continent. Pour savoir si Einstein avait réussi à atteindre le monde plus vaste des physiciens, il allait falloir traverser les lignes ennemies. Einstein reporta ses écrits sur la relativité générale aux Pays-Bas, puis un ami physicien les envoya de l'autre côté de la mer du Nord, jusqu'en Angleterre, où ils atteignirent finalement Arthur Eddington, peut-être le seul astronome au monde doté du poids politique et de la notoriété scientifique suffisants pour mobiliser ressources de la guerre et de mettre la relativité générale à l'épreuve.
Einstein avait émis l'hypothèse qu'une éclipse solaire offrait une occasion rare d'observer l'effet de la gravité sur la lumière. À mesure que le ciel de jour s'assombrissait, les étoiles devenaient visibles et si la gravité du soleil tirait sur la lumière qui passait, les étoiles situées près du bord du soleil sembleraient se trouver en dehors de la position d'un degré que ses équations prédisaient avec précision. Eddington rassembla les troupes scientifiques de son pays et sir Frank Dyson, astronome britannique, demanda à son gouvernement déchiré par la guerre d'envoyer deux expéditions pour observer l'éclipse totale le 29 mai 1919 - l'une à Sobral, au Brésil, l'autre à Príncipe, île de la côte ouest de l’Afrique.
À la fin de septembre, Einstein reçut un télégramme disant que les résultats de l'éclipse correspondaient à ses prédictions. En octobre, il a accepté les félicitations des physiciens les plus en vue du continent lors d'une réunion à Amsterdam. Puis il est rentré chez lui à Berlin. Pour autant qu'il sache, il avait eu son dû.
“REVOLUTION IN SCIENCE”, a annoncé le Times de Londres 7 novembre. “Nouvelle théorie de l'univers. Les idées newtoniennes renversées. »La veille, Dyson avait lu à haute voix les résultats de l'éclipse lors d'une rare séance conjointe de la Royal Society et de la Royal Astronomical Society. Le président de la Royal Society et découvreur de l'électron, JJ Thomson, a qualifié la théorie d'Einstein, dans une citation qui a fait le tour du monde, «l'une des déclarations les plus importantes, sinon les plus importantes, de la pensée humaine».
Seulement à ce moment-là, 14 ans après l'année miraculeuse d'Einstein, les nombreuses réalisations d'Einstein ont commencé à être connues du grand public. Parce que le public a appris la relativité spéciale et la relativité générale en même temps, dit Weart, le culte d'Einstein a rapidement fusionné. «Et puis vint la théorie quantique, et les gens revinrent et dirent:" Oh, oui, Einstein a fait ça aussi. " ”
Il est probablement impossible de compter avec exactitude des articles sur Einstein dans le monde entier en 1919 - cette première année de gloire - un concours de rédaction sponsorisé par Scientific American pour la meilleure explication de la relativité en termes profanes a attiré des contributions de plus de 20 pays. «Je suis tellement submergé de questions, d'invitations, de défis», écrit Einstein dans une lettre de cette période, «que je rêve de brûler en enfer et que le facteur est le diable rugissant éternellement, en lançant de nouvelles liasses de lettres à ma tête parce que je n'ai pas encore répondu aux anciens. "
Et toute cette célébrité, remarqua l'astronome britannique WJS Lockyer, visait des découvertes qui «ne concernent pas personnellement les êtres humains ordinaires; seuls les astronomes sont concernés. »La profondeur de la réponse ne serait due qu'au moment historique, à la suite de la Grande Guerre. Leopold Infeld, physicien polonais et futur collaborateur d'Einstein, a écrit: «Voici quelque chose qui a captivé l'imagination: des yeux humains regardant d'une terre couverte de tombes et de sang vers le ciel recouverte d'étoiles».
Pour beaucoup, Einstein est devenu le symbole du rapprochement d'après-guerre et du retour à la raison. Comme Eddington lui écrivait moins d'un mois après l'annonce de l'éclipse, «C'est ce qu'il y a de mieux pour les relations scientifiques entre l'Angleterre et l'Allemagne.» Aujourd'hui encore, cette interprétation résonne encore. Holton a déclaré: «Au cours de cette guerre, une grande partie de l’humanité s’était consacrée à une destruction insensée, a révélé les grandes lignes de la grande construction de l’univers. Cela doit compter comme l'un des actes les plus moraux de cette époque. "
Mais certains critiques de la relativité ont affirmé qu'Einstein n'était qu'un anarchiste de plus alimentant les bûchers de la civilisation. Un professeur de mécanique céleste de la Columbia University, dans le New York Times de novembre 1919, craignait que le désir de "mettre de côté les théories éprouvées sur lesquelles repose toute la structure du développement scientifique et mécanique moderne" a été la guerre, les grèves, les soulèvements bolchévistes. "
Les tendances politiques propres à Einstein ont encore compliqué la réaction des gens à son travail. Avisceral, anti-autoritaire à vie, il avait renoncé à sa citoyenneté allemande à l'âge de 16 ans plutôt que de se soumettre à un service militaire obligatoire. Maintenant, dans la République naissante de Weimar, Einstein, un Juif, se présenta comme un méchant par les nationalistes allemands aux croix gammées et comme un héros par les internationalistes. «Ce monde est une maison de fous curieuse», a écrit Einstein à un ami. «Actuellement, chaque cocher et chaque serveur se demandent si la théorie de la relativité est correcte. La conviction d'Aperson sur ce point dépend du parti politique auquel il appartient. »Les« arguments »se sont rapidement transformés en menaces de mort et Einstein a brièvement quitté l'Allemagne pour une tournée de conférences au Japon. Après l'accession au pouvoir d'Hitler en 1933, Einstein abandonna définitivement l'Allemagne. Il accepta une nomination à l'Institute for Advanced Study de Princeton, où il vécut dans une modeste maison de la rue Mercer jusqu'à sa mort, à l'âge de 76 ans, d'un anévrisme abdominal rompu, à l'âge de 76 ans, en avril 1955.
Au cours de ses années publiques, Einstein incarnait des contradictions. Pacifiste, il préconiserait la construction de la bombe atomique. Il plaida pour un monde sans frontières et milita pour la création de l'État d'Israël, à tel point qu'en 1952, il fut invité à en être le président. C'était un génie, il distrait par distraction autour de sa maison à Princeton, et il était un farceur, tirant la langue pour un photographe. Mais ce ne sont pas simplement ces contradictions qui l'ont distingué. C'était leur échelle. Ils étaient tous plus grands que nature, et donc, pensa-t-il, devait-il l'être aussi.
Mais il ne l'était pas, comme il le savait bien. Son premier mariage s'était terminé par un divorce, un second, avec un cousin, à sa mort, près de deux décennies avant le sien. Il a eu une fille illégitime, qui aurait été donnée pour adoption et est perdue pour l'histoire, et deux fils, Hans Albert et Eduard. L'un d'eux, Eduard, souffrait de schizophrénie. Hans Albert a enseigné l’ingénierie à l’Université de Berkeley. Pourtant, Einstein père est devenu un mythe chez les hommes.
C'était un destin qu'Einstein détestait. «Je sens, a-t-il écrit à un ami en 1920, « une image taillée », comme s'il y avait quelque chose de blasphématoire dans la façon dont ses idolâtres commençaient déjà à le façonner. Et peut-être y en avait-il. Une fois les nazis vaincus, Einstein ne deviendrait pas tout pour tous, mais un pour tous: un saint.
Lors de son premier voyage aux États-Unis (en route avec sa deuxième épouse, Elsa Einstein, en 1921), Einstein combina cours de physique et levée de fonds pour le compte de l'Université hébraïque de Jérusalem. (Bibliothèque du Congrès, avec la permission des archives visuelles de l'Institut américain de physique Emillio Segre) Le halo de cheveux blancs a aidé. En 1919, lorsque le monde a fait connaissance pour la première fois avec Einstein, son visage légèrement ardu, âgé de 40 ans, ne faisait que laisser deviner la caricature à venir. Mais avec le temps, ses cheveux volèrent comme un esprit sans attache, tandis que les poches sous ses yeux s’approfondissaient, comme si c’était du fardeau de regarder trop fort et de trop voir. Et quant à ces yeux, eh bien, quand Steven Spielberg concevait le personnage principal de ET l'extra-terrestre, et qu'il souhaitait que son ambassadeur extraterrestre de bonne volonté ait des yeux humides, comme ceux d'un sage vieillissant pétillant d'émerveillement enfantin, il savait à qui utiliser.
Bien avant que le public n'ait béatifié Einstein, ses collègues physiciens avaient commencé à s'interroger sur son infaillibilité. Lorsque le mathématicien russe Aleksandr Friedmann, en 1922, remarqua que, selon ses calculs utilisant les équations d'Einstein, l'univers pourrait se développer ou se contracter, Einstein écrivit une brève réfutation affirmant que les calculs de Friedmann étaient erronés. Ayear plus tard, Einstein a reconnu que l'erreur était en fait la sienne, mais il est resté impénitent. C'est seulement après la découverte par l'astronome américain Edwin Hubble, en 1929, que d'autres galaxies se retirent de la nôtre - que l'univers est effectivement en expansion - que Einstein se relâche. Il avait commis sa «plus grande erreur», soupira-t-il.
Son entêtement dominera également son attitude envers la mécanique quantique, même si ce domaine est en partie une conséquence du document d'Einstein sur les photons de 1905. Einstein s'est fréquemment opposé au principe fondamental de la théorie quantique, à savoir que le monde subatomique fonctionne selon des probabilités statistiques plutôt que des certitudes de cause à effet. «Dieu ne joue pas aux dés avec l'univers», a-t-il souvent déclaré, et à la grande exaspération de ses collègues, il a passé les trois dernières décennies de sa vie à essayer - sans succès - de trouver une grande théorie unifiée qui éliminerait une telle incertitude.
«Einstein était déterminé, et vous pouvez voir les avantages et les inconvénients en cela», déclare Michael S. Turner, cosmologiste à l'Université de Chicago et directeur des sciences physiques et mathématiques à la National Science Foundation. «Il était déterminé à réconcilier la relativité générale avec la théorie de la gravité de Newton et il a réussi un coup de circuit. Mais il était également déterminé à trouver une théorie de champ unifiée et, à partir de 1920, sa carrière fut celle d'un simple mortel. »Au fil des décennies, des expériences ont à plusieurs reprises corroboré les interprétations relativistes et quantiques du cosmos. «L’espace est flexible», déclare Turner. “Le temps se déforme. Et Dieu joue aux dés.
Au cours du demi-siècle qui s'est écoulé depuis sa mort, les astronomes ont validé peut-être la prédiction la plus révolutionnaire incluse dans les équations d'Einstein: la théorie du big bang de la création de l'univers, conclusion qui semble inévitable si l'on «retourne en arrière le film» de l'univers en expansion de Hubble. Et il y a eu d'autres ramifications surprenantes de la théorie de la relativité, telles que les trous noirs, qui peuvent être créés par des étoiles effondrées avec des masses si grandes que leur force gravitationnelle engloutit tout ce qui se trouve à proximité, y compris la lumière. Comme le dit Weart, citant une maxime parmi les physiciens, «la théorie générale de la relativité vient de tomber en cinquante ans d’avance sur son époque».
Les scientifiques posent encore des questions qu'Einstein a rendues possibles: Qu'est-ce qui a alimenté le big bang? Qu'advient-il de l'espace, du temps et de la matière au bord d'un trou noir? Quelle énergie mystérieuse provoque l'accélération de l'expansion de l'univers? «C'est vraiment l'âge d'or de la théorie d'Einstein, à l'exception du centenaire», déclare Clifford M. Will, physicien à Washington University à St. Louis et auteur de Was Einstein Right?
Pour sa part, Einstein n'a jamais vraiment su ce qui le frappait. «Je n'ai jamais compris pourquoi la théorie de la relativité, avec ses concepts et ses problèmes si éloignés de la vie pratique, aurait depuis si longtemps rencontré une résonance vive, voire passionnée, parmi de larges couches du public», écrit-il en 1942 63. «Qu'est-ce qui aurait pu produire cet effet psychologique important et persistant? Je n'ai encore jamais entendu de réponse vraiment convaincante à cette question. "
Pourtant, quand Einstein a assisté à la première de City Lights à Hollywood en 1931, la vedette et réalisateur du film, Charlie Chaplin, lui a donné une explication: "Ils m'encouragent parce qu'ils me comprennent tous, et ils t'encouragent parce que personne ne te comprend." Peut-être Einstein atteint son type particulier d'immortalité non pas en dépit de son impénétabilité, mais à cause de cela. Le sociologue Bernard H. Gustin a suggéré qu'un Einstein assume le statut de divinité parce qu'il est «censé entrer en contact avec l'essentiel dans l'univers». Holton a récemment expliqué ce commentaire: «Je crois que c'est précisément pourquoi Peu de choses sur l'écriture scientifique d'Einstein ont afflué pour l'apercevoir, et à ce jour, se sentent quelque peu exaltées en contemplant son image emblématique. "
Le halo a contribué à entretenir le mythe et à maintenir Einstein sur les couvertures de magazines et de journaux, sur les affiches et les cartes postales, sur les tasses à café, sur les casquettes de baseball, sur les t-shirts, sur les aimants pour réfrigérateur et sur 23 600 sites Internet. Mais ce que nous célébrons cette année est plus qu'un mythe. En réinventant la relativité, Einstein n'a également réinventé rien de moins que notre façon de voir l'univers. Pendant des milliers d'années, les astronomes et les mathématiciens avaient étudié les mouvements des corps dans le ciel nocturne, puis avaient recherché des équations correspondant. Einstein a fait l'inverse. Il a commencé avec des réflexions inutiles et des égratignures sur du papier et a fini par pointer vers des phénomènes auparavant inimaginables et toujours insondables. «La théorie générale de la relativité est l'idée d'un homme de ce que devrait être l'univers», déclare Arthur I. Miller, chercheur chez Einstein, de l'université University College à Londres. "Et c'est à peu près ce que cela s'est avéré." C'est cet héritage d'Einstein commémoré par l'Année mondiale de la physique, cette contribution durable à l'ère moderne: le triomphe de l'esprit sur la matière.
Le dernier mot sur l'énergie
C'est peut-être l'équation la plus célèbre au monde, mais que signifie réellement E = mc2?
Peu de temps après avoir terminé son article sur la relativité restreinte, en 1905, Einstein réalisa que ses équations s'appliquaient à plus que l'espace et le temps. Du point de vue d'un observateur, immobile par rapport à un objet se déplaçant très rapidement - approchant de la vitesse de la lumière -, cet objet semble prendre de la masse. Et plus sa vitesse est grande - en d’autres termes, plus on a dépensé d’énergie pour le faire bouger - plus sa masse apparente est grande. Plus précisément, la mesure de son énergie serait égale à la mesure de sa masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré.
L'équation n'a pas aidé les scientifiques à concevoir une bombe atomique, mais elle explique en quoi le fait de briser des atomes peut libérer autant de puissance qu'un champignon en champignon. La vitesse de la lumière, ou c, est un grand nombre: 186 282 milles à la seconde. Multipliez-le par lui-même, et le résultat obtenu est un très grand nombre: 34 700 983 524. Maintenant, multipliez ce nombre par une masse même extrêmement petite, comme ce que l’on pourrait trouver dans le noyau d’un atome, et le résultat obtenu est encore un nombre extraordinairement énorme. Et ce nombre est E, énergie.
Invité par deux physiciens nucléaires, Einstein écrivit au président Franklin D. Roosevelt le 2 août 1939 que «des bombes extrêmement puissantes» d'un nouveau type étaient désormais «imaginables». Les historiens ont tendance à penser que la lettre jouait «un rôle strictement subsidiaire» la décision des puissances alliées de poursuivre l’option nucléaire, déclare l’historien de la physique Spencer Weart. Mais le fait qu'Einstein et, indirectement, son équation ait joué quelque rôle que ce soit a toujours lié un pacifiste et un utopiste à vie à la capacité de l'humanité à se détruire elle-même.
Einstein réalisa plus tard que son évaluation selon laquelle des scientifiques allemands seraient capables de construire une bombe atomique - l'opinion qui l'avait poussé à écrire au FDR - était erronée. «Si j'avais su que ces peurs étaient sans fondement», écrit-il à un ami tard dans sa vie, «je n'aurais pas participé à l'ouverture de cette boîte de Pandore». Mais l'ouvrir maintenant était, ne jamais fermer, comme Einstein lui-même l'avait reconnu elliptiquement, presque poétiquement, en août 1945, quand il entendit pour la première fois la nouvelle d’Hiroshima. "Oh, Weh" - en utilisant le mot allemand pour la douleur. "Et c'est ça."
UNE NOUVELLE VISION DE LA GRAVITÉ
La vision d'Einstein d'un homme tombant d'un toit marqua le début d'une grande lutte
Une fois, alors qu’il travaillait sur les équations de la relativité générale, qui lui prendraient huit ans, il a fait de l’escalade en montagne avec la chimiste franco-polonaise Marie Curie. Apparemment inconsciente des crevasses et de sa difficulté à comprendre son allemand, Einstein passa une grande partie de son temps à parler de la gravitation. «Vous comprenez, lui dit Einstein en lui saisissant le bras, ce que j'ai besoin de savoir, c'est exactement ce qui se passe dans un ascenseur lorsqu'il tombe dans le vide.
Dans l'imagination d'Einstein, l'homme suspendu à mi-chemin entre le toit et la terre se trouvait maintenant dans un ascenseur. Dans certaines circonstances, le passager n’aurait aucun moyen de savoir s’il faisait l'expérience de la gravité ou d'une accélération ascendante. Si l'ascenseur se tenait à la surface de la terre, l'homme y sentirait la force de gravité, ce qui entraînerait une chute d'objets à une vitesse de 32 pieds par seconde au carré. Mais si l'ascenseur accélérait dans l'espace profond à la même vitesse, il subirait exactement la même force descendante.
Einstein imagina un faisceau de lumière traversant l'ascenseur. Si l'ascenseur se levait par rapport à la source de lumière, le faisceau entrerait à une certaine hauteur d'un côté de l'ascenseur et semblerait se courber pour atteindre une hauteur inférieure sur le mur opposé. Einstein a alors imaginé que l'ascenseur était immobile à la surface de la terre. Puisqu'il a postulé que les deux circonstances sont identiques, Einstein a conclu que le même effet devrait être vrai pour les deux. En d'autres termes, la gravité doit plier la lumière.
Il n'aurait pas les calculs nécessaires pour soutenir cette idée avant 1915, et il n'en aurait pas la preuve avant les expéditions de l'éclipse de 1919. Mais à ce moment-là, il était si sûr de ses calculs que lorsqu'un étudiant lui demanda ce qu'il aurait fait si il avait entendu dire que les observations de l'éclipse n'avaient pas validé ses calculs, Einstein lui a dit: «J'aurais alors eu pitié du cher Seigneur. La théorie est correcte. "
