Albert Einstein est l’un des plus grands physiciens de l’histoire, connu pour sa célèbre formule $E=mc^2$ et ses théories révolutionnaires sur la relativité restreinte et la relativité générale. Né en Allemagne en 1879, il a acquis la nationalité suisse puis américaine, et a reçu le prix Nobel de physique en 1921. Il a également été un fervent défenseur de la paix et de la coopération internationale.
Les débuts d’Einstein
Einstein montre très tôt un intérêt pour les sciences et les mathématiques, mais il n’est pas un élève brillant dans les autres matières. Il est même dyslexique jusqu’à l’âge de dix ans. Il suit une scolarité difficile dans des établissements rigides et autoritaires, qui ne stimulent pas sa curiosité. Il quitte l’Allemagne avec ses parents en 1894, et s’installe en Italie, où il termine ses études secondaires. Il obtient la nationalité suisse en 1896, et intègre l’École polytechnique de Zurich, où il se spécialise en physique. Il y rencontre sa première femme, Mileva Maric, qui est également physicienne.
Après avoir obtenu sa licence en 1900, Einstein peine à trouver un poste universitaire, faute de recommandations de ses professeurs. Il travaille alors comme expert à l’Office fédéral des brevets de Berne, ce qui lui laisse du temps libre pour se consacrer à ses recherches personnelles.
L’année miraculeuse d’Einstein
En 1905, Einstein publie quatre articles qui vont bouleverser le monde de la physique. Le premier explique l’effet photoélectrique, qui consiste en l’émission d’électrons par un matériau exposé à la lumière. Einstein montre que la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme un flux de particules, appelées photons. Il reçoit le prix Nobel de physique en 1921 pour cette découverte, qui ouvre la voie à la mécanique quantique.
Le deuxième article porte sur le mouvement brownien, qui décrit le comportement aléatoire des particules microscopiques dans un fluide. Einstein déduit de ce phénomène l’existence des atomes, qui étaient encore hypothétiques à l’époque.
Le troisième article expose la théorie de la relativité restreinte, qui réconcilie les lois de la mécanique classique de Newton et de l’électromagnétisme de Maxwell. Einstein postule que la vitesse de la lumière est constante dans le vide, quel que soit le référentiel d’observation, et que les lois de la physique sont les mêmes pour tous les observateurs inertiels. Il en déduit que le temps et l’espace ne sont pas absolus, mais relatifs à l’état de mouvement de l’observateur. Il établit également la célèbre équation $E=mc^2$, qui exprime l’équivalence entre la masse et l’énergie d’un système.
Le quatrième article est un complément au troisième, dans lequel Einstein développe les conséquences de sa théorie sur la masse, l’énergie, l’impulsion et la force.
La théorie de la relativité générale d’Einstein
Entre 1907 et 1915, Einstein travaille à généraliser sa théorie de la relativité restreinte, qui ne s’applique qu’aux référentiels inertiels, c’est-à-dire qui ne subissent pas d’accélération. Il cherche à inclure les effets de la gravitation, qui est une force d’accélération. Il aboutit à la théorie de la relativité générale, qui décrit la gravitation comme une propriété géométrique de l’espace-temps, qui se courbe sous l’influence de la masse et de l’énergie. Einstein prédit ainsi que la lumière est déviée par les champs gravitationnels, ce qui est confirmé par l’observation d’une éclipse solaire en 1919. Il prédit également l’existence des ondes gravitationnelles, qui sont détectées pour la première fois en 2015.
La relativité générale est considérée comme l’une des plus belles théories de la physique, qui a permis de mieux comprendre le fonctionnement de l’univers, des trous noirs aux ondes gravitationnelles, en passant par le Big Bang et la cosmologie.
Einstein et la physique quantique
Einstein a contribué à l’émergence de la physique quantique, qui décrit le comportement des particules élémentaires, mais il n’a jamais été pleinement satisfait de cette théorie. Il la trouvait incomplète et trop probabiliste, et il s’opposait à certaines de ses implications, comme le principe d’incertitude de Heisenberg ou le phénomène d’intrication quantique. Il a notamment formulé le paradoxe EPR, qui met en évidence les contradictions entre la physique quantique et la relativité. Il a cherché toute sa vie à unifier la physique quantique et la relativité générale, dans une théorie du tout, sans succès.
Einstein, un homme engagé
Einstein n’était pas seulement un scientifique, c’était aussi un homme engagé pour la paix et la justice. Il a dénoncé le nazisme, qui l’a contraint à fuir l’Allemagne en 1933, et à s’exiler aux États-Unis, où il a obtenu la nationalité américaine en 1940. Il a participé au projet Manhattan, qui visait à développer la bombe atomique, mais il a regretté son implication après les bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki. Il a milité pour le désarmement nucléaire et la création d’une organisation mondiale pour prévenir les conflits. Il a également soutenu le mouvement sioniste, qui visait à créer un État juif en Palestine, mais il a refusé la proposition de devenir le premier président d’Israël en 1952. Il a défendu les droits civiques des Noirs aux États-Unis, et il a été membre du comité d’honneur de la Ligue internationale des droits de l’homme.
La mort d’Einstein
Einstein est mort le 18 avril 1955, à l’âge de 76 ans, à Princeton, aux États-Unis. Il a succombé à une rupture d’un anévrisme de l’aorte abdominale, qu’il avait refusé de se faire opérer. Il a légué ses archives scientifiques à l’Université hébraïque de Jérusalem, et son cerveau à la science. Ses cendres ont été dispersées dans un lieu secret, selon ses volontés. Il a laissé derrière lui une œuvre immense, qui a marqué la physique du XXe siècle, et qui continue à inspirer les chercheurs du monde entier..
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