Comment Einstein a bouleversé la physique et nos vies quotidiennes
Einstein le génie de la physique et le physicien le plus influent du XXe siècle
Albert Einstein (1879-1955) est un physicien théoricien qui fut successivement allemand, apatride (1896), suisse (1901) et sous la double nationalité helvético-américaine (1940). Il publie sa théorie de la relativité restreinte en 1905, et sa 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 de 1921 pour son explication de l’effet photoélectrique. Son travail est notamment connu du grand public pour l’équation E=mc², qui établit une équivalence entre la matière et l’énergie d’un système. Il est aujourd’hui considéré comme l’un des plus grands scientifiques de l’histoire, et sa renommée dépasse largement le milieu scientifique. Il est la personnalité du XXe siècle.
Qui était Albert Einstein ?
Albert Einstein était un mathématicien et physicien allemand qui a développé les théories restreinte et générale de la relativité. En 1921, il remporte le prix Nobel de physique pour son explication de l’effet photoélectrique. Au cours de la décennie suivante, il a immigré aux États-Unis après avoir été pris pour cible par le parti nazi allemand.
Son travail a également eu un impact majeur sur le développement de l’énergie atomique. Dans ses dernières années, Einstein s’est concentré sur la théorie des champs unifiés. Passionné d’investigation, Einstein est généralement considéré comme le physicien le plus influent du XXe siècle.
Première vie et famille
Einstein est né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, Allemagne. Einstein a grandi dans une famille juive laïque. Son père, Hermann Einstein, était un vendeur et ingénieur qui, avec son frère, a fondé Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie, une société basée à Munich qui produisait en série du matériel électrique.La mère d’Einstein, l’ancienne Pauline Koch, dirigeait la maison familiale. Einstein avait une sœur, Maja, née deux ans après lui.
Einstein a fréquenté l’école primaire du Luitpold Gymnasium à Munich. Cependant, il s’y sent aliéné et se débat avec le style pédagogique rigide de l’institution.
Il avait également ce qui était considéré comme des problèmes d’élocution, bien qu’il ait développé une passion pour la musique classique et le violon, qui resterait avec lui dans ses dernières années. Plus important encore, la jeunesse d’Einstein a été marquée par une profonde curiosité et une enquête.
Vers la fin des années 1880, Max Talmud, un étudiant en médecine polonais qui dînait parfois avec la famille Einstein, devint un tuteur informel du jeune Einstein. Le Talmud avait présenté à son élève un texte scientifique pour enfants qui avait inspiré Einstein à rêver de la nature de la lumière.
Ainsi, pendant son adolescence, Einstein a écrit ce qui serait considéré comme son premier article majeur, « L’enquête sur l’état de l’éther dans les champs magnétiques ».
Hermann Einstein a déménagé la famille à Milan, en Italie, au milieu des années 1890 après que son entreprise ait perdu un important contrat. Einstein a été laissé dans la pension d’un parent à Munich pour terminer ses études au Luitpold Gymnasium.
Confronté au devoir militaire lorsqu’il a atteint l’âge de la majorité, Einstein se serait retiré des cours, utilisant une note du médecin pour s’excuser et invoquer l’épuisement nerveux. Alors que leur fils les rejoignait en Italie, ses parents comprenaient le point de vue d’Einstein mais s’inquiétaient de ses perspectives d’avenir en tant que décrocheur scolaire et réfractaire.
Éducation
Einstein a finalement pu être admis à l’Ecole polytechnique fédérale de Suisse de Zurich, notamment grâce à ses superbes résultats en mathématiques et en physique à l’examen d’entrée.
Il devait toujours terminer ses études préuniversitaires en premier, et a donc fréquenté un lycée à Aarau, en Suisse, dirigé par Jost Winteler. Einstein a vécu avec la famille du maître d’école et est tombé amoureux de la fille de Winteler, Marie. Einstein a ensuite renoncé à sa nationalité allemande et est devenu citoyen suisse à l’aube du nouveau siècle.
Commis aux brevets
Après avoir obtenu son diplôme, Einstein a été confronté à des défis majeurs en termes de recherche de postes universitaires, ayant aliéné certains professeurs pour ne pas assister aux cours plus régulièrement au lieu d’étudier de manière indépendante.
Einstein a finalement trouvé un travail stable en 1902 après avoir reçu une recommandation pour un poste de commis dans un office suisse des brevets. Alors qu’il travaillait à l’office des brevets, Einstein a eu le temps d’explorer plus avant les idées qui s’étaient imposées au cours de ses études à l’Ecole polytechnique fédérale de Suisse et a ainsi cimenté ses théorèmes sur ce que l’on appellerait le principe de relativité.
En 1905, considérée par beaucoup comme une « année miracle » pour le théoricien, Einstein fit publier quatre articles dans les Annalen der Physik , l’une des revues de physique les plus connues de l’époque. Deux se sont concentrés sur l’effet photoélectrique et le mouvement brownien. Les deux autres, qui décrivaient E=MC2 et la théorie restreinte de la relativité, ont défini la carrière d’Einstein et le cours de l’étude de la physique.
En 1915, Albert Einstein formulait la «relativité générale» ou «théorie de la gravitation d’Einstein», l’un des piliers centraux de la physique moderne. Génie incontesté et visionnaire, ce prix Nobel de physique a développé des théories qui permirent ensuite nombre d’innovations scientifiques et technologiques : GPS, laser, DVD,… Retour sur les découvertes de cette incontournable personnalité du XXe siècle.
Comment Albert Einstein a-t-il posé les fondations de la physique actuelle en 1915 ? 
Il y a eu deux grandes révolutions de la physique moderne : la mécanique quantique et la relativité, qui culmine avec la relativité générale ou théorie de la gravitation d’Einstein. La gravité avait déjà été bien étudiée auparavant, depuis les travaux de Newton qui se basaient sur ceux de Galilée. Mais la théorie de Newton n’était pas compatible avec les travaux remarquables d’Einstein sur la relativité. En 1905, Einstein a en effet développé la théorie de la relativité restreinte qui prédit qu’aucun signal ne peut se propager plus vite que la lumière. Un postulat qui a été abondamment vérifié scientifiquement. Or la théorie de Newton prédisait des interactions se propageant à une vitesse supérieure à celle de la lumière…
Comment peut-on résumer la théorie de la relativité générale en 1915 ? 
Einstein a mis dix ans pour développer une nouvelle théorie qui fasse la synthèse entre la relativité restreinte de 1905 et la gravitation. En résultera la théorie de la relativité générale. Pour Newton, si on lâchait un objet, il tombait sur terre car la Terre exerce une force sur l’objet. Einstein voit les choses différemment. Pour lui, la présence d’un objet massif va déformer l’espace-temps autour de lui. C’est cette déformation de l’espace-temps qui va faire que l’objet va tomber. On peut illustrer ce concept en prenant l’image d’une balle posée sur un drap tendu. La balle va déformer le drap de la même manière que l’objet massif va déformer l’espace-temps. Selon Einstein, la gravitation se manifeste donc comme la géométrie de l’espace et du temps, qui deviennent des entités dynamiques.
Cette théorie a eu un impact inattendu, celui d’alimenter la science-fiction.
Einstein a fait l’hypothèse que le temps n’avançait pas de la même manière partout. Si l’on place une horloge sur Terre et une horloge à des milliers de kilomètres de la Terre, l’horloge sur Terre retardera par rapport à l’autre car la gravitation y est plus intense. A partir de cette relativité du temps, on peut imaginer des situations extrêmes où il serait possible de revenir dans son passé. Mais si on regarde de plus près ces solutions qui violent la causalité à l’échelle macroscopique, elles ont de nombreux aspects non physiques. Les scientifiques ne les prennent donc pas au sérieux. Il est vrai qu’un astronaute qui voyage peut revenir sur terre plus jeune que ceux qui y sont resté! Mais l’effet est négligeable. Pour qu’il soit perceptible, il faudrait une accélération qui permette d’atteindre des vitesses proches de celle de la lumière, ce qui nécessiterait des quantités d’énergie que nous ne pouvons pas produire
.Notre vie quotidienne – GPS, CD, DVD, laser,… – est truffée d’innovations issues du génie d’Einstein. 
Einstein avait développé ses théories pour comprendre les choses au niveau fondamental, guidé par la curiosité. Néanmoins, comme pour beaucoup de percées en sciences, des applications concrètes en ont résulté. C’est ce qu’on appelle parfois avec une certaine ironie «l’utilité de la connaissance inutile». Savoir que le temps ne s’écoule pas de la même façon sur Terre que sur un satellite nous a permis de programmer correctement ces derniers afin que les GPS fonctionnent sans accroc. Si nous n’avions pas tenu compte de cet effet, les GPS donneraient rapidement une mauvaise position – en fait, ils feraient une erreur de l’ordre de 15 km après 24 heures !
Einstein fait partie de notre vie quotidienne en somme… 
Car il a – avec d’autres scientifiques comme Schrödinger, Heisenberg, Max Planck – aussi beaucoup contribué au développement la mécanique quantique, qui décrit le monde à l’échelle des molécules, des atomes et des particules subatomiques. Toute l’électronique d’aujourd’hui est basée sur les principes de cette théorie. Les lasers ou les téléphones portables ne seraient pas là si l’on n’avait pas compris comment la nature fonctionne au niveau microscopique.
Einstein n’a pas décroché le Prix Nobel pour la théorie de la relativité, mais pour ses travaux sur les quanta de lumière et l’effet photoélectrique. Nous Pouvons éclairer sur l’importance de son travail. C’est l’autre pilier de la physique moderne, qui est la mécanique quantique. Elle décrit comme on l’a indiqué le monde microscopique, tandis que la gravitation d’Einstein traite de «l’infiniment grand». Au niveau microscopique, la nature se comporte de manière si étrange que notre intuition ordinaire ne nous permet pas de comprendre comment les choses se passent. Einstein s’est beaucoup intéressé à la nature de la lumière. Il a découvert qu’elle pouvait se comporter tantôt comme une onde tantôt comme un paquet de particules nommées quanta de lumière ou photons. Il a ensuite pu comprendre certains effets physiques grâce à cette nouvelle interprétation de la lumière. 
Même s’il est à l’origine d’avancées dans le domaine quantique, Einstein a toujours entretenu des rapports assez houleux avec ce domaine scientifique. Il y a un aspect probabiliste dans la mécanique quantique qui le dérangeait. Par exemple, la théorie prédit qu’avec des conditions initiales précises, plusieurs résultats sont possibles. Chacun ayant une certaine probabilité de se produire. Einstein a toujours été très sceptique par rapport à cette formulation des choses. Il aurait d’ailleurs déclaré que «Dieu ne joue pas aux dés». 
La mécanique quantique et la théorie de la relativité générale semblent inconciliables à l’heure actuelle. Si l’on cherche à utiliser les deux simultanément, on aboutit à des contractions. Une probabilité doit toujours être comprise entre 0 (l’événement n’aura pas lieu) et 1 (l’événement se produira avec certitude). Or, si on calcule les probabilités de certains phénomènes dans le cadre de la théorie de la gravitation d’Einstein en utilisant les principes de la mécanique quantique, on obtient des probabilités infinies, ce qui est absurde. Deux théories qui sont en contradiction ne peuvent pas être correctes toutes les deux. On essaie donc d’en trouver une qui marierait de manière cohérente ces deux pans de la physique, de la même manière que la théorie de la relativité générale d’Einstein avait fait une synthèse cohérente entre la théorie de Newton et le concept de relativité. En sciences, toute résolution de questions conduit irrémédiablement à de nouvelles questions.
E=MC², la star des formules, est à la base de la physique nucléaire. Que nous apprend-elle exactement ?
Cette formule montre que la masse est une forme d’énergie, pouvant être convertie sous une autre forme, et constituant de ce fait une énorme source d’énergie. C’est ce qui ce passe dans les réactions nucléaires, où l’énergie de masse peut être transformée en une autre forme d’énergie. Si vous mesurez les masses avant et après des désintégrations nucléaires, la différence entre ces masses est égale à l’énergie gagnée sous une autre forme (chaleur qui peut être elle-même transformée en électricité) lors de ce processus. La mécanique quantique est cruciale pour comprendre les réactions nucléaires.
Dans le développement de sa théorie générale, Einstein s’était accroché à la croyance que l’univers était une entité fixe et statique, alias une «constante cosmologique», bien que ses théories ultérieures contredisent directement cette idée et affirmaient que l’univers pouvait être dans un état de flux.
L’astronome Edwin Hubble (1889-1953) en a déduit que nous habitons effectivement un univers en expansion, les deux scientifiques se rencontrant à l’observatoire du mont Wilson près de Los Angeles en 1931.
Contrairement à certaines idées reçues, Einstein n’est pas l’inventeur de la bombe nucléaire, mais il est impossible de produire une bombe nucléaire sans maîtriser la mécanique quantique. Il faut insister sur le fait que la mécanique quantique n’a pas été développée pour créer la bombe nucléaire. Mais comme d’autres physiciens, Einstein a très vite perçu le danger que représenterait l’éventuelle création d’une bombe nucléaire à base d’uranium. Prévenu par des collègues européens, il craignait que des physiciens allemands soient forcés par le régime nazi de développer une telle technologie. C’est la raison pour laquelle – se sachant influent – Einstein a lui-même alerté par écrit le président américain Roosevelt d’un tel danger. 
Dans sa lettre, il incite les Etats-Unis à également développer un programme nucléaire. Son intention était humaniste, puisqu’il percevait bien les dégâts immenses que pouvait créer une telle arme entre des mains ennemies. Il a aussi laissé des traces dans d’autres domaines scientifiques, comme la cosmologie. L’un des domaines d’application de la relativité générale – aussi appelée la Théorie de la gravitation d’Einstein – c’est la cosmologie, car la gravitation est la force dominante à grandes distances. La gravitation a ceci de particulier que rien ne peut l’écranter car il n’y a pas d’antigravitation correspondant à une répulsion annulant l’attraction gravitationnelle qui nous est familière. En d’autres termes, pour comprendre et développer la cosmologie, il fallait intégrer la théorie d’Einstein. C’est lui qui a donné la clé pour comprendre l’évolution de l’univers dans un cadre scientifique.
Mais voilà, Albert Einstein était ennuyé que sa théorie n’admette pas de solution représentant un univers statique tel qu’imaginé au début du XXe siècle, car les idées philosophiques en vogue à l’époque étaient que l’univers était statique et immuable. Einstein, gêné d’élaborer une thèse qui prédise un univers en expansion, va modifier ses équations en intégrant la constante cosmologique afin d’obtenir des solutions statiques dans le temps. Par la suite, on observera que l’univers est bel et bien en expansion. Einstein aurait dit qu’il a fait là «la plus grande erreur de sa vie». Cela dit, par la suite, on a découvert que la constante cosmologique n’était pas nulle, mais très petite, dans notre univers en expansion.
Peut-il encore aujourd’hui être considéré comme le plus grand génie de l’histoire récente ?
Un tel jugement est toujours difficile à faire… Einstein était certainement une personne géniale, hors du commun, qui a marqué de manière extraordinaire le développement de la physique sur beaucoup de fronts. Ajoutez à cela son impact dans la société qui a de loin dépassé l’univers des physiciens. C’est un parcours unique.
Pour un jeune physicien, reste-t-il encore suffisamment d’inconnues scientifiques pour espérer pouvoir un jour le détrôner ?
La science est un univers ouvert où il y a constamment de nouvelles questions très importantes qui sont soulevées. Là où on cale, un jeune génie pourrait trouver la solution en cherchant dans des directions qui n’ont pas encore été exploitées. Il faut pour cela des esprits frais et non-pollués par des idées existantes. C’est vrai pour toutes les sciences, pas uniquement pour la physique. De jeunes mathématiciens découvrent régulièrement des choses extraordinaires.
Homme brillant et visionnaire, Einstein était aussi réputé pour être un époux et père médiocres. Que faut-il selon vous retenir de l’homme ? Retenons que c’était un grand humaniste et pacifiste. Ainsi par exemple, après 14-18, les savants allemands étaient exclus des rencontres internationales. N’ayant pas la nationalité allemande, Einstein ne faisait pas l’objet de ces sanctions, mais il n’acceptait pas qu’on mette à l’écart les scientifiques sur base de leur nationalité. Aussi, refusait-il de participer à ces rencontres internationales – dont les célèbres conseils de l’Institut Solvay soumis aux mêmes contraintes de 1918 à 1926 – tant que les savants allemands en étaient écartés. A ses yeux, la science devait être au-dessus des nationalismes. Einstein était un homme engagé sur le plan politique. Il était très préoccupé par le sort des Juifs après la guerre 40-45. Bien qu’Einstein lui-même ait découvert la théorie de la fission nucléaire, il était opposé à l’utilisation de l’énergie nucléaire pour construire une bombe atomique.
Définition du temps et de l’espace
Réf : La symphonie de l’évolution – Femmes, Les Fleurs des Rêves
Avec la relativité restreinte puis la relativité générale, Einstein a révolutionné notre conception de l’espace et du temps.
Une caractéristique essentielle de l’Univers est qu’à cette échelle immense, espace et temps ne sont pas séparés. Après le « Big-bang », la matière est apparue suite une explosion hors norme d’énergie, « principe de la transformation d’énergie en matière », et ensuite deux concepts sont nés : le “Temps” et l’“Espace”. Alors on peut dire que :
Le « Temps » est la propriété du continuum de la matière (l’ensemble dont les éléments sont inséparables, et qui constituent un tout), et
L’« Espace» est la propriété de la propagation de la matière (la diffusion, le déplacement, la répartition et l’émission). Sans matière, les deux concepts n’existent pas.
Citations d’Albert Einstein :
C’est le devoir de chaque homme de rendre au monde au moins autant qu’il en a reçu.
Ce qui est incompréhensible, c’est que le monde soit compréhensible.
Il est hélas devenu évident aujourd’hui que notre technologie a dépassé notre humanité.
Il n’existe que deux choses infinies, l’univers et la bêtise humaine… mais pour l’univers, je n’ai pas de certitude absolue.
Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé.
La plus belle chose que nous puissions éprouver, c’est le côté mystérieux de la vie. C’est le sentiment profond qui se trouve au berceau de l’art et de la science véritable.
La vie, c’est comme une bicyclette, il faut avancer pour ne pas perdre l’équilibre.
Le monde ne sera pas détruit par ceux qui font le mal, mais par ceux qui le regardent sans rien faire.
La vraie valeur d’un être humain se détermine d’abord en examinant dans quelle mesure et dans quel sens il est parvenu à se libérer du «Moi».
Albert Einstein (1879-1955)
Physicien germano-américain qui a développé les théories restreinte et générale de la relativité et a remporté le prix Nobel de physique en 1921 pour son explication de l’effet photoélectrique. Reconnu à son époque comme l’un des intellects les plus créatifs de l’histoire humaine, au cours des 15 premières années du XXe siècle, Einstein a avancé une série de théories qui proposaient des façons entièrement nouvelles de penser l’espace, le temps et la gravitation. Ses théories de la relativité et de la gravitation ont été une avancée profonde par rapport à l’ancienne physique newtonienne et ont révolutionné la recherche scientifique et philosophique. plus
https://www.futura-sciences.com/sciences/personnalites/physique-albert-einstein-205/citations/
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/einstein/biographical/
https://www.biography.com/scientist/albert-einstein