Obtenant la citoyenneté
suisse, il s’installe à Berne où il trouve un emploi à l’Office fédéral
des brevets et épouse son ancienne camarade du Polytechnicum, Mileva Maric.
Il restera à Berne jusqu’à la reconnaissance de ses premiers travaux en
1909, après un doctorat et une habilitation. Professeur d’abord à
l’Université de Zurich, puis à Prague et Berlin, il acquiert la célébrité
le 9 novembre 1919 à Londres, lorsque l’astronome anglais Arthur Eddington
fait la preuve de sa théorie de la relativité, à l’occasion d’une éclipse
solaire. Ses grandes découvertes remontent toutefois à 1905, une année
qualifiée par la science d’« annus mirabilis ». Alors qu’il est domicilié à
la Kramgasse 49, à Berne, le jeune fonctionnaire - et jeune papa, mais la
vie de famille n’est pas son fort - publie successivement plusieurs études
révolutionnaires pour la physique et la cosmologie.
Il établit d’abord la nature corpusculaire de la lumière, énonçant que la
lumière se comporte à la fois comme une onde et comme un flux de
particules. Les fameux photons, ou grains de lumière, sont nés ! Cette
découverte lui vaudra le Prix Nobel de physique en 1921.
Ensuite, Einstein confirme l’existence, jusque-là hypothétique, des atomes
et des molécules, en se basant sur l’étude des mouvements browniens, ces
mouvements désordonnés de particules microscopiques dans un liquide que
l’on peut observer, par exemple, en faisant bouillir une casserole d’eau.


 

Surtout, le génial Albert
révolutionne la traditionnelle physique de Newton en formulant sa théorie
de la relativité. Cette théorie répondait à un problème majeur soulevé à
l’époque.
C’est l’histoire du passager qui se déplace à 3 km/h dans un train en
marche à 100 km/h. Pour l’observateur extérieur, les vitesses
s’additionnent : le voyageur avance à 103 km/h s’il marche dans le sens du
train. Par contre, si le passager tient une lampe de poche à la main, se
pose alors la question de la vitesse de la lumière. En effet, elle est
censée rester constante à 300 000 kilomètres par seconde, quel que soit le
point de vue, de l’intérieur ou de l’extérieur du train.
Einstein propose une solution explosive : Si la vitesse de la lumière ne
peut pas varier, c’est alors la distance ou le temps qui doit changer en
fonction de l’observateur, pour respecter l’équation vitesse=km/h.
L’espace et le temps doivent être élastiques !

 

En septembre de la même
année, Einstein lance un dernier pavé dans la mare, en énonçant, dans un
modeste article de trois pages, la formule d’équivalence entre l’énergie
et la masse E=mc2 (où « c » est la vitesse de la lumière). Il démontre alors
que, dans certaines conditions, les particules de matière s’évanouissent
en lumière et qu’à l’inverse, la lumière peut se faire matière.

Cette célèbre équation aura des implications insoupçonnées dans la
physique nucléaire et la mécanique céleste. On n’en déduira pas pour
autant qu’Einstein est le père de la bombe atomique, comme on l’a parfois
entendu. Pacifiste engagé, il n’a jamais touché à l’uranium. Sa seule
contribution à l’arme atomique, qu’il s’est d’ailleurs reprochée après la
guerre, c’est d’avoir écrit au président américain Roosevelt pour
l’encourager à développer la bombe contre les nazis, soupçonnés d’y
travailler aussi.

 

La théorie de la
relativité d’Einstein a eu des répercussions énormes sur notre vision de
l’univers. Toute chose y est désormais repérée dans quatre dimensions
indissociables : les trois dimensions spatiales et la dimension temporelle.
Elle a révélé une structure de l’univers courbe, avec des étoiles
déformant l’espace-temps par leur masse, comme des oranges qui
s’enfonceraient dans un duvet, et avec des trous noirs creusant des puits
profonds.

La théorie d’Einstein, même si lui-même ne l’a pas perçue, a aussi permis
d’expliquer l’expansion de l’univers. En outre, c’est encore elle qui a
rendu possible le système de positionnement GPS, permettant aux alpinistes
de s’orienter dans la tempête et aux automobilistes de trouver rapidement
leur destination.

 

Reste que la théorie de
la relativité, bien que largement acceptée, n’est toujours pas
définitivement prouvée. Diverses expériences sont actuellement en cours.
Cette année, à Cascina près de Pise, le détecteur géant européen Virgo
tentera de débusquer les mystérieuses ondes gravitationnelles qui se
propagent dans l’espace-temps. Et l’an prochain, la sonde américaine
Gravity Probe B, lancée en avril 2004, devrait établir si une masse telle
que notre planète peut vraiment déformer la structure de l’espace.

Reste aussi la gênante incompatibilité entre la relativité générale et la
mécanique quantique, qui régit l’infiniment petit. Les scientifiques,
soucieux d’offrir une vision cohérente du monde, rêvent d’une théorie
globale, pour harmoniser l’ensemble de la physique. Pour cela, d’autres
Einstein seront bien nécessaires. Lui, avait son idée : « Si les faits ne
correspondent pas à la théorie, changez les faits ! » PFY