Albert Einstein, aujourd’hui devenu le symbole du scientifique génial, a révolutionné la physique classique. Sa célèbre formule E=mc² est à l’origine de notre compréhension de multiples phénomènes, de la lueur des étoiles jusqu’à la constitution de la matière.
Sa biographie
Albert Einstein est né le 14 mars 1879, à Ulm en Allemagne. Sa scolarité ne laisse rien présager des capacités de ce surdoué car il quitte l'école prématurément et échoue au concours d'entrée de l'Ecole polytechnique.
En 1905, à l’âge de seulement 26 ans, il publie sa théorie de la relativité restreinte qui devait bouleverser à jamais notre vision de l’univers. Dix ans plus tard, il prolonge cette théorie en publiant une théorie de la "relativité générale".
Ce physicien qui a largement contribué au développement de la mécanique quantique et de la cosmologie, a reçu le prix Nobel de physique en 1921 pour son explication de l’effet photoélectrique.
Juif engagé socialement et politiquement, il a été contraint de s’exiler aux Etats-Unis quand l'idéologie nazie s’est répandue en Allemagne. Il est mort le 18 avril 1955 à Princeton, dans le New Jersey.
1905 : une année décisive
A la fin du XIXe siècle, les physiciens sont convaincus d’avoir élucidé tous les phénomènes importants de l’univers. Pourtant, les articles d’un jeune physicien allemand vont venir miner les fondements mêmes de la physique classique.
En 1905, Albert Einstein publie cinq articles qui ont tous bouleversé, à des degrés divers, le cours de la physique.
• Dans un premier article paru en mars 1905, il explique que dans certaines situations expérimentales, la lumière (que tout le monde considère alors comme une onde) doit plutôt être assimilée à un ensemble de grains d'énergie qui sillonnent l'espace (ce que plus tard, en 1922, on appellera des photons).
• Le deuxième article publié en septembre est le texte fondateur de la théorie de la relativité restreinte qui allait rendre son auteur célèbre.
• Un troisième article, paru peu de temps après, en est une sorte de post-scriptum qui formule explicitement l'équivalence entre masse et énergie : DE = Dm c2 (le symbole D désignant la variation d'une grandeur).
• Toujours en 1905, Einstein a publié un quatrième article d’une importance historique énorme. Cette étude portant sur le mouvement brownien (mouvement désordonné de particules en suspension) a permis par la suite d’apporter la preuve indirecte de l'existence des atomes.
• Le cinquième article est son travail de thèse : il y expose les résultats sur lesquels s'appuient plus ou moins directement les quatre autres textes.
La théorie de la relativité
Dans son autobiographie, Albert Einstein raconte que dès l’âge de 16 ans, une question l’obsédait : "Qu’arriverait-il si je me déplaçais à la vitesse de la lumière? Qu’est-ce que je verrais exactement ?". Il mettra 10 ans pour apporter une réponse à cette question en élaborant la théorie de la relativité restreinte, l’une des théories les plus révolutionnaires de l’histoire des sciences.
Avec pour seuls outils du papier, un crayon et les équations qui décrivent le comportement des ondes électromagnétiques, Einstein arrive à la conclusion que rien ne peut aller plus vite que la lumière. La vitesse de la lumière (300.000 km/sec) est à la fois une constante absolue et une vitesse limite, que nul ne peut dépasser.
Selon sa théorie, l’espace et le temps ne sont pas identiques pour tous, ils sont "relatifs". Ainsi, suivant la vitesse de l’observateur, l’espace peut rétrécir ou le temps ralentir !
Autre conséquence de cette nouvelle théorie, la masse et l’énergie sont convertibles l’une en l’autre. Albert Einstein formule alors la plus célèbre équation de l’histoire de la physique : E=mc² qui établit l’équivalence entre la matière et l'énergie.
Fondement théorique des bombes et des centrales nucléaires, cette équation a permis d’élucider de nombreux phénomènes, de la lueur des étoiles jusqu’à la constitution de la matière.
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