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![]() ![]() Einstein, un siècle après ses théories révolutionnaires, reste un génie très populaire. KEYSTONE
La théorie de la relativité a cent ans
Pascal Fleury
Albert Einstein n’a
Une année prodigieuse Obtenant la citoyenneté Temps élastique Surtout, le génial Albert L’équation E=mc2 En septembre de la même
quatre dimensions La théorie de la
La recherche continue Reste que la théorie de
« Un corsage un peu étroit pour la nature »
Pour Valerio Scarani, maître assistant dans
le groupe de physique appliquée de l’Université de Genève, la physique
d’Albert Einstein est simple et grandiose. Mais aujourd’hui, avec le
développement de la mécanique quantique, elle montre ses limites et révèle
des incompatibilités.
L’histoire qualifie d’« annus mirabilis », l’an 1905 où Einstein a publié ses découvertes révolutionnaires. Pour vous, scientifique, ce fut véritablement une année « admirable » ?
Valerio Scarani : - Ce qui est
absolument hors normes, c’est la puissance de l’intuition d’Einstein. Les
problèmes auxquels il s’attaque sont des problèmes ouverts et débattus en
son temps. Qu’un seul homme ait su saisir, en une même année, le point
névralgique de plusieurs problèmes de nature complètement différente entre
eux, ça tient certainement du remarquable.
Einstein était un illustre inconnu,
simple employé de l’Office des brevets, à Berne. Comment se fait-il que
ses théories aient eu un tel succès ?
- Einstein ne se contentait pas de dériver
des formules : il s’efforçait de les comprendre, de les illustrer dans des
situations simples. Prenons la célèbre prédiction de la « contraction des
longueurs ». Pour Poincaré par exemple, qui a aussi découvert la relativité
restreinte en 1905, c’est une conséquence d’une famille d’équations
dérivées rigoureusement. Einstein, lui, très peu après son article, arrive
à expliquer la contraction des longueurs par une expérience qui met en jeu
une simple règle, un train et des ampoules. Il montre ainsi que la
contraction des longueurs est raisonnable : en fait, ça ne peut pas être
autrement. Pour l’acceptation d’une théorie, l’appel à l’intuition est
toujours plus fort que l’élégance formelle.
Un siècle plus tard, les découvertes
d’Einstein ne sont toujours pas définitivement prouvées. De quoi est-on
vraiment sûr aujourd’hui ?
- On est sûr qu’aucun phénomène connu ne
suggère un échec prochain de la relativité ou de la physique quantique. Il
y a certes un conflit profond entre ces deux théories, donc nous savons
que des corrections ou des extensions vont devoir être faites. Des
conflits ouverts ne sont attendus que dans des situations extrêmes, par
exemple à l’intérieur d’un trou noir ou au tout début du Big Bang.
De nouvelles expériences sont en cours,
en particulier avec le détecteur géant Virgo ou la sonde Gravity Probe B
(lire ci-dessus). Qu’en attend-on ?
- En principe, ce sera un succès technique
spectaculaire qui montrera que la relativité générale permet des
prédictions de grande précision. Mais je pense que beaucoup de physiciens,
sans le dire trop fort, espèrent une surprise.
Einstein s’était opposé à la mécanique
quantique, un domaine dont vous êtes spécialiste. Votre explication ?
- Dès 1926, la mécanique quantique postule
que certains phénomènes aléatoires ne dérivent pas d’un mécanisme
sous-jacent. Or, pour Einstein, le rôle de la physique consistait
précisément à dégager le mécanisme, l’explication intuitive tirée de la
vie de tous les jours - c’était là sa grande force. Le fait que les
partisans de la mécanique quantique renoncent à chercher le mécanisme d’un
postulat était pour lui inacceptable. Il a poussé tellement loin sa
réflexion, que ses travaux de 1935 (complétés par David Bohm et John Bell
dans les années 1960) nous ont permis de trancher la question : à présent,
nous avons la preuve expérimentale que la physique quantique ne peut pas
être expliquée par des notions intuitives. La vision de la physique
d’Einstein est simple et grandiose... mais la nature semble trouver ce
corsage un peu étroit.
De grandes questions restent ouvertes, en
ce qui concerne les forces fondamentales régissant l’univers. Va-t-on vers
une théorie générale, qui couvrirait enfin tous les cas de figure ?
- A ce sujet, je ne peux qu’exprimer un avis
personnel. Les physiciens théoriciens ont poussé cette recherche très loin
- trop loin, compte tenu des observations et expériences que l’on peut
faire en l’état actuel des choses. Je trouve dès lors très sain que
plusieurs grands chercheurs de la théorie ultime (par exemple Gerard
t’Hooft et Lee Smolin) commencent à proposer aussi des modèles tout
simples, presque triviaux, dans l’espoir de saisir l’élément crucial qui
se cache derrière les équations. C’est très « einsteinien », et ça laisse
espérer de nouvelles années « admirables ».
Propos recueillis par PFY
Les commémorations en l’honneur d’Albert
Einstein (1879-1955) s’annoncent nombreuses et variées, pour le
centième anniversaire de ses principales découvertes et les cinquante ans
de sa mort. Les festivités ont déjà débuté l’an dernier dans sa ville
natale d’Ulm, dans le sud-ouest de l’Allemagne, à l’occasion des 125 ans
de sa naissance. Le 1er février dernier, le célèbre physicien à la triple
nationalité allemande, suisse et américaine, a été célébré à Berlin, en
présence du chancelier Gerhard Schröder. Deux citations géantes d’Einstein
ont été apposées sur l’ambassade suisse et sur la chancellerie allemande :
« Une véritable démocratie n’est pas une folie vide » et « L’Etat est pour
les hommes, les hommes ne sont pas pour l’Etat ».
Berne en fête
En Suisse, où Einstein a fait ses grandes
découvertes, le calendrier des manifestations est chargé, avec des actes
officiels, deux symposiums à Zurich et Berne, plusieurs expositions et
conférences, des événements culturels et même un parcours didactique à
Berne. On retiendra une grande exposition temporaire au Musée historique
de Berne, avec expériences de physique et spectacles sur l’énergie, la
réouverture de l’appartement rénové du savant, à la Kramgasse 49 à Berne,
et la biennale artistique Bern’05. Le 18 avril, date du décès d’Einstein,
une chaîne de lumière, partant de Princeton (USA), fera le tour de la
Terre en hommage à l’illustre physicien. PFY
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IL Y EUT Einstein, ET L’UNIVERS CHANGEA
La théorie de la relativité a cent ans.
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Albert Einstein n’a jamais passé son bac ! C’est vrai, mais le mythe du cancre devenu génie s’arrête là. Car si le savant le plus célèbre du monde, né à Ulm en Allemagne et issu d’une famille juive, laisse tomber le gymnase de Munich en 1894, c’est que ce pacifiste dans l’âme ne supporte pas l’esprit de caserne y régnant à l’époque. Il préfère rejoindre ses parents qui viennent de déménager en Italie. Placé en Suisse, à l’école cantonale d’Argovie, il rattrape ses études pour pouvoir se présenter à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich. Il y décroche une maîtrise spécialisée en mathématiques en 1900, ce qui est déjà pas mal pour un jeune de 21 ans !