Albert Einstein, le père de la physique moderne
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Le 17 mars 1905, Albert Einstein adressait à l’éditeur de la très renommée revue allemande "Annalen der physik" le premier d’une série de six articles qu’il écrira cette année-là, dont quatre seront ultérieurement considérés comme les fondements de la physique moderne.
Albert Einstein, le père de la physique moderne
vendredi 18 mars 2005.
Dès ce premier article, qui sera publié le 9 juin, intitulé "Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière", Einstein introduit une révolution en donnant une interprétation quantique de l’effet photoélectrique.
Alors que, depuis un siècle, s’était imposée la théorie ondulatoire de la lumière, Einstein avance l’idée que l’énergie a une structure granulaire, quantifiée : elle s’exprime par "paquets" (quanta) et les ondes elles-mêmes sont quantifiées. Autrement dit, la lumière est à la fois ondes et particules, ce qui, aujourd’hui encore, continue de défier le sens commun. Ce n’est qu’au début des années 1920 que cette idée sera admise par la communauté des physiciens et qu’Einstein recevra le prix Nobel de physique (1921) "pour ses contributions à la physique théorique".
Rédigé un mois plus tard, le deuxième article, qui porte le titre "Une nouvelle détermination des dimensions moléculaires",
 Einstein et Oppenheimer |
porte sur le dénombrement des atomes ou des molécules dans un volume donné. Le troisième, reçu par la revue le 11 mai, est consacré à une manifestation macroscopique de l’existence des atomes, le mouvement brownien : "Sur le mouvement des particules en suspension dans les fluides au repos requis par la théorie cinétique moléculaire de la chaleur". Einstein complétera cet article par un second, qu’il adressera à son éditeur en décembre et qui sera publié en 1906.
De loin le plus connu, le quatrième article, "Sur l’électrodynamique des corps en mouvement", qui parvient aux "Annales de physique" le 30 juin, est considéré comme le texte fondateur de la relativité, appelée plus tard "relativité restreinte". Einstein y remet en cause les principes fondateurs de la physique en se fondant sur deux postulats qui entrent en conflit avec la mécanique classique : celui de la relativité, énoncé deux siècles plus tôt par Galilée, selon lequel "le mouvement (rectiligne et uniforme) est comme rien", et celui de la constance de la vitesse de la lumière.
Le 27 septembre, enfin, la revue reçoit un cinquième article intitulé "L’inertie d’un corps dépend-elle de son contenu en énergie ?", dans lequel Einstein montre l’équivalence entre masse et énergie : si un corps libère une quantité d’énergie E sous forme de lumière, sa masse m diminue d’une quantité E/c2 (E divisée par le carré de la vitesse de la lumière). E = mc2 : celle qui allait devenir la plus célèbre formule de physique est née.
Avec sa notion de quanta d’énergie, Einstein apportait le fondement de la mécanique quantique. Dans son article sur le mouvement brownien, il apportait la preuve de l’existence des atomes et la possibilité de les compter. Avec sa théorie de la relativité restreinte, il fondait la notion d’espace-temps.
Au cours des dix années suivantes, Einstein, au prix d’un labeur acharné et l’aide d’un de ses amis mathématiciens, Marcel Grossmann généralisera cette théorie, pour en faire une théorie relativiste de la gravitation, la relativité générale, base de la cosmologie scientifique.
Par AFP
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