Albert Einstein

Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui fut successivement allemand, puis apatride (1896), suisse (1901), et enfin helvético-américain (1940).

Il publie sa théorie de la relativité restreinte en 1905, et une théorie de la gravitation dite relativité générale en 1915. Il contribue largement au développement de la mécanique quantique et de la cosmologie, et reçoit le prix Nobel de physique en 1921 pour son explication de l’effet photoélectrique. Son travail est notamment connu pour l’équation E=mc², qui établit une équivalence entre la matière et l’énergie d’un système.

 

Albert Einstein avec la Théorie de la relativité générale découverte en 1915 à modifié la compréhension de l’Univers.

Nous savons aujourd’hui, que l’Univers (ou en tous cas la région accessible aux observateurs) est en expansion. Son évolution est déterminée par cette théorie, ainsi que par les propriétés physiques des formes de matière présentes dans l'univers.

Le principe de relativité, affirme que les lois physiques s'expriment de manière identique dans tous les référentiels inertiels.

·         Ce qui implique que pour deux expériences préparées de manière identique dans deux référentiels inertiels, les mesures faites sur l'une et l'autre dans leur référentiel respectif sont identiques.

·         Cela ne signifie pas que les mesures au cours d'une expérience sont les mêmes pour les différents observateurs, chacun mesurant depuis son référentiel inertiel respectif, mais cela implique que les mesures faites par les différents observateurs vérifient les mêmes équations, un changement de référentiel pour l'observation intervenant sous la forme de la variation d'un ou plusieurs paramètres dans les équations. On dit que les lois sont « invariantes par changement de référentiel inertiel ».

Une généralisation à la base de la relativité générale, et appelée principe de covariance ou principe de relativité générale, affirme que les lois physiques s'expriment de manière identique dans tous les référentiels (inertiels ou non). On dit alors que les lois sont « covariantes ».

 

D'une théorie à l'autre (physique classique, relativité restreinte ou générale), la formulation du principe a évolué et s'accompagne d'autres hypothèses sur l'espace et le temps, sur les vitesses, etc. Certaines de ces hypothèses étaient implicites ou « évidentes » en physique classique, car conformes à toutes les expériences, et elles sont devenues explicites et plus discutées à partir du moment où la relativité restreinte a été formulée.

 

 

 

Relativité restreinte

La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein en 1905 en vue de tirer toutes les conséquences physiques de la relativité galiléenne et du principe que la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels inertiels, ce qui était implicitement énoncé dans les équations de Maxwell (mais interprété bien différemment jusque-là avec « l'espace absolu » de Newton et l'éther).

La relativité galiléenne stipule, en langage moderne, que toute expérience faite dans un référentiel inertiel se déroulerait de manière parfaitement identique dans tout autre référentiel inertiel. Devenue « principe de relativité », son énoncé sera ensuite modifié par Einstein pour être étendu aux repères non-inertiels : de « restreinte » la relativité deviendra « générale ».

La théorie de la relativité restreinte a établi de nouvelles formules permettant de passer d'un référentiel galiléen à un autre. Les équations correspondantes conduisent à des phénomènes qui heurtent le sens commun (mais qui ont tous été confirmés expérimentalement), un des plus étonnants et des plus célèbres étant connu sous le nom de paradoxe des jumeaux (un paradoxe qui a été parfois utilisé en science-fiction).

La relativité restreinte a eu également un impact en philosophie en éliminant toute possibilité d'existence d'un temps et de durées absolues dans l'ensemble de l'univers (Newton) ou comme cadre a priori de notre expérience (Kant). À la suite de Henri Poincaré, elle a forcé les philosophes à se poser différemment la question du temps et de l'espace.

 

E=mc2

L'équation E=mc2 a été formulée en 1905 par Albert Einstein dans le cadre de la relativité restreinte. Elle signifie qu'une particule isolée de masse possède, du fait de cette masse, une énergie E, appelée énergie de masse donnée par le produit de m par le carré de la vitesse de la lumière.

Cette relation a fortement marqué les esprits car elle montre que, du fait de l'énormité du facteur c2, une masse même petite à l'échelle humaine (par exemple 1 gramme) possède une quantité considérable d'énergie (environ 1014 joules pour une masse d'un gramme). Cependant, il faut se méfier des conversions directes : d'autres lois (conservation de la charge, du nombre baryonique...) montrent qu'on ne peut espérer convertir arbitrairement la matière en énergie suivant cette formule (on peut convertir en énergie une quantité égale de matière et d'antimatière).

 

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