Les percées majeures d'Albert Einstein

De 1905, année où il obtient son doctorat, jusqu'aux années 1920, Albert Einstein fait une série de découvertes et des formulations qui ont fondamentalement changé la compréhension que l'homme a du temps, de la matière et des fondements de réalité. Bien qu'Einstein ait consacré ses dernières décennies à l'activisme politique, ses percées scientifiques les plus notables lui a valu une place permanente dans les annales de l'histoire et a engendré le développement de domaines entièrement nouveaux de étude.

Sans doute la formule scientifique la plus célèbre et la plus reconnaissable de tous les temps, E=mc^2 est apparue dans la « Théorie spéciale de la relativité » d'Einstein, publiée pour la première fois en 1905. La formule montre comment la masse d'un objet dérive de la division de son énergie cinétique par le carré de la vitesse de la lumière. La conclusion révolutionnaire de la formule présente l'énergie et la masse comme des entités interchangeables et unit trois éléments naturels apparemment disparates. L'équation a des implications profondes pour le développement de nouvelles sources d'énergie et montre comment la pression et la chaleur au cœur du soleil convertissent directement la masse en énergie.

La « relativité générale » d'Einstein, publiée en 1915, a repris là où la « théorie spéciale de la relativité » s'était arrêtée. La notion sous-jacente de la relativité générale se développe à partir de l'inclusion de l'accélération dans la théorie précédente. L'aspect le plus significatif de la relativité générale décrit la distorsion que les objets massifs produisent sur l'espace-temps. Cette distorsion attire les objets plus petits vers les plus gros, ce qui explique l'existence de la gravité. La présentation de l'espace-temps comme malléable signifie que le temps lui-même n'est pas une constante. La théorie de la relativité générale d'Einstein a été confirmée par des phénomènes observés, tels que la lentille gravitationnelle et les changements dans l'orbite de Mercure. La relativité générale contient également les premières implications de la matière noire. Une erreur remarquée par Einstein et son collègue, Willem de Sitter, a contribué à la découverte de la matière noire dans les observations de Jan Oort sur les mouvements stellaires.

Les théories de la relativité d'Einstein reposent en grande partie sur sa notion de la vitesse de la lumière en tant qu'absolu. Avant cela, les connaissances conventionnelles considéraient que l'espace et le temps servaient de concepts absolus sur lesquels la physique était fondée. Einstein soutenait que la vitesse de la lumière reste la même dans toutes les conditions, même dans le vide, et ne peut jamais augmenter. Par exemple, un objet lancé à la vitesse de la lumière depuis un véhicule se déplaçant à la même vitesse ne dépasserait pas le véhicule. Einstein a également présenté la lumière comme une collection de particules plutôt que comme une onde. Cette théorie, qui a valu à Einstein le prix Nobel de physique en 1921, a contribué au développement de la physique quantique.

Dans un article de 1905, Einstein a présenté une équation qui expliquait les mouvements aléatoires des particules, connue sous le nom de brownien mouvement, comme résultant d'impacts avec des molécules jusqu'alors inconnues, qui ont fourni la base pour les particules théorie. En 1910, Einstein publie un article sur l'opalescence critique, qui explique le phénomène de dispersion lumineuse qui donne sa couleur au ciel. En 1924, Einstein a tiré des implications de la théorie de Satyendra Bose sur la composition de la lumière pour expliquer la structure des atomes. La statistique dite de Bose-Einstein donne maintenant un aperçu de l'assemblage des particules de bosons.