EINSTEIN

Albert Einstein [1879-1955]

Physicien allemand

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Einstein (titre)

Portrait de EinsteinPortrait de EinsteinDans
les années 1870, l’Allemagne réalise son unification
sous l’égide de la Prusse. D’une simple région où se
confrontaient les intérêts des pays européens,
l’Allemagne est passée à un Etat puissant et fortement
industrialisé. C’est le 14 mars 1879, dans un climat de
glorification de la force et de la culture allemande,
que naît Albert Einstein. Fils d’une famille juive peu
pratiquante,

Albert
Einstein est un enfant solitaire. Ses professeurs voient
en lui un élève lent et moyennement doué. Cette opinion
vient du fait qu’il ne porte aucun jugement hâtif et
qu’il mûrit longuement chaque réflexion.

Au début de l’année 1895, Einstein a 16 ans. Ecœuré par
la discipline militaire qui règne au sein des Gymnasium
(les lycées) et face à l’hostilité de certains de ses
professeurs, il part rejoindre ses parents installés en
Italie quelques temps plus tôt après un revers de
fortune. Sa décision est confortée par son refus de
faire son service militaire. Il décide alors de préparer
le concours de l’Ecole polytechnique de Zurich. Il
l’obtient à la deuxième tentative, en 1896. Einstein y
fait la rencontre de Mileva Maric, étudiante en
mathématiques et en physique. Il ne l’épousera qu’en
1902, après la mort de Hermann Einstein qui s’opposait
farouchement à ce mariage.

Malgré son
diplôme obtenu en 1900 et une première publication sur
la capillarité en 1901, son esprit indépendant et son
caractère frondeur lui interdisent un poste d’assistant
à l’université. Ce n’est qu’en juin 1902, après une
période de chômage, qu’il obtient le poste d’expert
auprès du Bureau des brevets de Berne. Ce travail lui
offre une réelle liberté car il peut réfléchir aux
problèmes de physique le soir après sa journée de
travail.

Amas de galaxiesEn
ce début de XXe siècle, la physique traverse une grave
crise. Les deux théories qui permettent d’expliquer les
phénomènes physiques semblent incompatibles.

La mécanique, science du mouvement, repose en effet sur
le principe de relativité, énoncé par Galilée. Rien
n’est absolument immobile ; tout dépend du référentiel
dans lequel on se place. Or, la théorie de
l’électromagnétisme élaborée par



Maxwell

dans les années 1850, avérée par les résultats
expérimentaux, décrit la lumière comme une onde se
propageant dans l’éther. Mais aucune description
physique de l’éther n’a pu être trouvée. Seule
certitude, il est d’une immobilité absolue. Ce qui se
révèle en totale contradiction avec le principe de
relativité. Une autre contradiction jette les physiciens
dans le trouble. La matière est constituée d’atomes.
Elle est donc discontinue. Or, lorsqu’on chauffe un
filament, celui-ci émet de la lumière ; lumière qui est
nécessairement continue d’après Maxwell. Comment
quelques chose de discontinue peut-il produire un
phénomène continue ? Aucun des physiciens de l’époque ne
peut apporter de réponse et la physique se trouve dans
une impasse.

C’est
alors qu’Einstein fait publier deux articles dans
Annalen der Physik
qui se révèlent révolutionnaires.

Le premier paraît en mars 1905. Il décrit comment
l’énergie d’un corps chauffé peut se transformer en
énergie lumineuse. Cette transformation n’est possible
qu’en considérant la lumière constituée de "grains"
qu’Einstein appelle "quanta de lumière" (les photons).
La lumière n’est alors ni continue ni discontinue, mais
les deux à la fois. Einstein ne sait toujours pas dans
quelles circonstances la lumière se révèle continue ou
discontinue mais son hypothèse n’en demeure pas moins
exacte. Le deuxième article paraît deux mois plus tard,
en juin. Il se propose de résoudre le problème posé par
l’éther, en totale contradiction avec le principe de
relativité. Pour Einstein, l’éther n’a pas lieu d’être.
La seule donnée qui permet de décrire la lumière est sa
vitesse c, constante quelle que soit la vitesse
de l’observateur. Il énonce alors sa théorie de la
relativité qui unifie les théories de la matière et de
la lumière.

La
matière comme la lumière subissent le principe de
relativité et la simultanéité de deux événements devient
dépendante de l’observateur. Le temps n’est plus un
concept invariant et est lui aussi relatif.

En
septembre 1905, Einstein ajoute un post-scriptum à son
article et démontre la célèbre formule E=mc²
,
induisant une équivalence entre la matière et l’énergie.
Formule qui sera à l’origine du développement de
l’utilisation de l’énergie nucléaire à des fins civiles
ou militaires. Mais Einstein ne s’arrête pas là. Dès
1907, il commence à réfléchir à sa théorie de la
relativité générale qui permettrait d’expliquer le
phénomène de la chute des corps. Mais elle nécessite de
plus grandes connaissances en mathématiques modernes. Il
quitte alors le Bureau des brevets et obtient un poste
universitaire d’abord à Berne puis à Prague en 1911. En
1912, il devient professeur à l’Ecole polytechnique de
Zurich et y retrouve un ancien camarade, Marcel
Grossmann. Il a enfin l’aide qu’il désirait en
mathématiques et entreprend la mise au point de sa
théorie. Une erreur le conduit à une impasse et il perd
trois ans. Mais le tir est rapidement corrigé et la
théorie de la relativité est achevée à la fin de l’année
1915. Elle offre une nouvelle interprétation de la chute
des corps.


Déformation de l'espace-temps
La
force d’attraction de Newton est remplacée par une
déformation de l’espace autour des corps. Comme une
balle déforme une toile tendue en y formant un creux, un
corps modifie l’espace autour de lui.

Cela explique pourquoi tous les corps, quelle que soit
leur masse, tombent avec la même accélération ; ils
suivent en fait la ligne de plus grande pente du creux
formé dans l’espace. De plus, Einstein énonce le fait
que l’espace et le temps ne peuvent exister sans
matière. Comment vérifier simplement cette théorie ? Si
un corps déforme l’espace autour de lui, alors les
rayons d’une étoile située derrière le soleil seront
déviés et son image ne sera pas là où elle devrait être.
Les observations effectuées lors d’une éclipse par sir
Arthur Eddington, astronome britannique, confirment
pleinement les calculs d’Einstein. La théorie de la
relativité générale est avérée. Les médias s’emparent
alors de l’histoire et offrent à Einstein la
reconnaissance et la gloire. La science devient aux yeux
du monde un symbole de paix et de réconciliation : un
Anglais a confirmé la théorie d’un Allemand ! Une
illusion qui sera bientôt balayée par les événements.

Mais la
nouvelle popularité d’Einstein lui permet de reprendre
ses activités politiques et l’aide à promouvoir son
idéal de paix. Il défend la cause du peuple juif et
milite en faveur de la construction d’une université de
haut niveau en Palestine. Une tournée aux Etats-Unis en
1921 lui offre les fonds nécessaires.

Juif,
pacifiste et mondialiste, Einstein subit rapidement les
foudres des extrémistes national-socialistes. Il revient
d’un voyage aux Etats-Unis lorsque Hitler prend le
pouvoir en 1933. Il ne rentre pas à Berlin et rejoint
les savants de l’Institute for Advanced Study de
Princeton. Il prendra la nationalité américaine en 1940.
Son exil ne l’empêche pas de poursuivre ses activités
politiques. Il sauve de nombreux chercheurs européens et
convainc le président Roosevelt de développer le
programme de la bombe nucléaire avant que l’Allemagne
n’y parvienne. Il regrettera amèrement son geste et
soutiendra, de 1945 à sa mort, en 1955, l’action du
Comité d’urgence des savants atomistes qui vise à
limiter les ingérences de l’Etat dans la recherche
scientifique.

GalaxieSi
Einstein est respecté et écouté, il n’en est pas moins,
à la fin de sa vie, en bute avec la jeune génération de
physiciens comme


Heisenberg
,
Pauli et surtout

Bohr
.
En effet, Einstein a posé les fondations d’une nouvelle
théorie, la théorie quantique, qu’il n’accepte pas.
Cette théorie interdit toute représentation réelle des
objets physiques élémentaires comme les électrons, les
protons, etc. Ils ne peuvent être décrits qu’en termes
de probabilité : probabilité qu’ils suivent une certaine
trajectoire, qu’ils aient une certaine position, une
certaine vitesse.

Or
Einstein n’adhère pas à cette vision probabiliste de la
réalité. Pour lui, " Dieu ne joue pas aux dés ".

Il refuse que le résultat d’une expérience ne puisse
être unique et prédit avec certitude. Pour lui, la
mécanique quantique est sinon inexacte, du moins
incomplète.

Einstein
se révèle en cela le dernier des physiciens classiques.

 

Photos "Amas
de galaxies" et "Galaxie" : remerciements à la NASA

http://www.infoscience.fr

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