Comment Einstein changea la face du monde en seulement 10 mois

PHOTO12/ALAMY/BILL WATERSON

Entre avril 1905 et janvier 1906, le jeune employé du Bureau des brevets de Berne publie cinq articles qui bouleversent les conceptions de l'espace, de la matière et du temps.

Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°212 daté janvier/ mars 2023.

Quel rapport peut-il bien y avoir entre l'eau sucrée, la découverte des photons, des grains de pollen en suspension dans un fluide et l'équivalence de la masse et de l'énergie résumée par la célébrissime équation E = mc² ? "Le lien, s'amuse Jean-Pierre Luminet, astrophysicien à l'Observatoire de Paris-Meudon, c'est tout simplement l'année 1905, pendant laquelle le jeune Einstein s'est attaché à résoudre une série de problèmes posés par les physiciens de son époque."

Le 19e siècle venait de s'achever sur une unification véritablement grandiose. "Bien que peu connus du grand public, souligne Jean-Pierre Luminet, les géniaux travaux de l'Autrichien Ludwig Boltzmann sur la théorie cinétique des gaz et la théorie atomique avaient profondément marqué les physiciens de l'époque." Tout, de la chimie à la thermodynamique, de l'optique à l'électricité, semblait en définitive se réduire à la vénérable mécanique de Newton. Le monde s'expliquait entièrement par le carambolage de petites billes dures - atomes et molécules - plongées dans l'éther, la substance qui, pensait-on, constituait le support des phénomènes électromagnétiques, en particulier des ondes lumineuses.

Mais d'agaçantes difficultés subsistaient. Au printemps 1900, le physicien britannique William Thomson, alias lord Kelvin, avertissait ainsi ses collègues de la Royal Society : la beauté de cette synthèse était "obscurcie par deux nuages". Le premier concernait l'éther, dont les propriétés semblaient décidément absurdes : il fallait l'imaginer extraordinairement rigide vu l'incroyable rapidité des ondes qui s'y propageaient, mais n'opposant aucune résistance au déplacement des corps matériels qui le traversaient ! Dans cette hypothèse, on s'attendait à ce que la vitesse de la lumière apparaisse légèrement réduite lorsque celle-ci était émise dans la direction du mouvement de la Terre à travers l'éther, puisque l[...]

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