Albert Einstein - L'année miracle

Albert Einstein

L'année miracle

Malgré un travail de jour au bureau des brevets, Einstein a passé une grande partie de son temps à développer ses propres théories scientifiques. En 1905, il était prêt à présenter ses théories au monde. Il a publié quatre articles scientifiques cette année-là, chacun couvrant un sujet différent, dans une revue de physique appelée leAnnales de physique. Ces articles étaient révolutionnaires et ont jeté les bases de la physique moderne. Cette explosion de découvertes scientifiques est souvent appelée «l'année du miracle» par les historiens.

Effet photoélectrique et quanta de lumière

Le premier article publié par Einstein dans l'Année Miracle était intitulé 'D'un point de vue heuristique sur la production et la transformation de la lumière». Cet article a introduit l'idée que la lumière n'était pas une onde continue, mais était composée de paquets qu'il appelait quanta. Plus tard, le terme «photons» serait utilisé pour décrire les petites particules de lumière d'Einstein.

Einstein ne s'est pas contenté de tirer cette idée de nulle part, il l'a déduite des théories scientifiques actuelles et des expériences menées par d'autres physiciens. Les travaux de Max Planck (la constante de Planck) ainsi que les travaux expérimentaux sur l'effet photoélectrique réalisé par Philipp Lenard ont eu un grand impact sur la théorie d'Einstein.

Dessin de l
Effet photoélectrique
Source: Wikimedia Commons




Cette idée que la lumière existait dans les quanta a été initialement rejetée par la communauté scientifique comprenant la plupart des grands physiciens de l'époque (même Max Planck a rejeté cette hypothèse). Ce n'est que de nombreuses années plus tard, en 1919, lorsque des expériences ont démontré l'exactitude de la théorie d'Einstein que la théorie des photons est devenue plus largement acceptée. Lorsque Einstein a reçu le prix Nobel en 1921, ses travaux sur l'effet photoélectrique ont été spécifiquement mentionnés. Aujourd'hui, le photon est un élément fondamental de la physique moderne.

Mouvement brownien

Le deuxième article d'Einstein en 1905 n'était pas aussi révolutionnaire que le premier, mais se révéla tout de même un jalon important dans l'histoire de la physique. Le papier était intitulé 'Sur le mouvement de petites particules en suspension dans un liquide stationnaire, comme l'exige la théorie cinétique moléculaire de la chaleur».

Dans cet article, Einstein a utilisé le mouvement aléatoire des molécules pour expliquer le mouvement brownien dans un liquide. Jusque-là, l'explication du mouvement brownien dans un liquide avait été une pierre d'achoppement dans l'effort de prouver l'existence de molécules et d'atomes. En utilisant la physique statistique, Einstein a pu expliquer comment les petits effets aléatoires de millions de minuscules molécules pouvaient provoquer le mouvement d'une plus grosse particule (c'est-à-dire le mouvement brownien). Cet article a non seulement prouvé l'existence de molécules et d'atomes, mais a également démontré l'importance de la physique statistique en science.

Graphique à code couleur du mouvement brownien
Graphique montrant la diffusion des particules browniennes
Source: Thermodynamique statistique hors équilibre


Relativité particulière

Le troisième article d'Einstein de 1905 était intitulé 'Sur l'électrodynamique des corps en mouvement». Cet article deviendra plus tard connu sous le nom de théorie d'Einstein de la relativité spéciale. Cet article a introduit des changements majeurs dans la mécanique de la physique à mesure que la vitesse relative entre les objets s'approchait de la vitesse de la lumière. Les résultats de la théorie d'Einstein ont introduit plusieurs concepts révolutionnaires, notamment l'idée que le temps, la masse et l'espace ne sont pas constants pour les objets se déplaçant à des vitesses différentes.

Dans l'article, Einstein postulait que la vitesse de la lumière, cependant, était toujours constante. Il n'a pas changé en fonction de la vitesse relative de l'observateur et de la source lumineuse. Il a ensuite exploré l'idée d'événements simultanés et a conclu que les événements qui semblaient simultanés à un observateur peuvent ne pas apparaître simultanés à un autre observateur. Contrairement à de nombreux articles scientifiques, Einstein a expliqué sa nouvelle théorie en décrivant des expériences de pensée plutôt que des mathématiques complexes. Il a utilisé l'exemple d'une personne voyageant dans un train par rapport à une personne debout sur la plate-forme pour illustrer le fonctionnement de sa théorie.

Einstein a également affirmé que le mystérieux «éther» que les scientifiques tentaient de définir depuis des centaines d'années n'existait pas. Cela peut ne pas sembler révolutionnaire aujourd'hui, mais le concept de «l'éther» était une idée importante en physique à l'époque. Rejeter l'idée de «l'éther» était une déclaration audacieuse et a changé le cours de la physique.

Portrait de Hendrik Lorentz
Einstein s'est inspiré des travaux du physicien néerlandais
Hendrik Lorentz dans la définition de la relativité spéciale

Source: Bibliothèque royale


Équivalence masse-énergie

Le dernier article de l'année Miracle d'Einstein était intitulé 'L'inertie d'un corps dépend-elle de son contenu énergétique?'Cet article a introduit l'une des équations scientifiques les plus célèbres de l'histoire: E = mcdeux. Cet article utilise certains des concepts qu'Einstein a proposés pour la première fois dans son article sur la relativité spéciale. Il a démontré que la masse d'un objet est la mesure du contenu énergétique de l'objet. Fondamentalement, la masse et l'énergie étaient la même chose.

Cette idée, et la célèbre équation d'Einstein, avaient d'énormes implications. L'équation a démontré que même une petite quantité de masse contenait d'énormes quantités d'énergie. Si vous regardez l'équation d'Einstein, vous verrez que l'énergie (E) est égale à la masse (m) multipliée par le carré de la vitesse de la lumière (c). La vitesse de la lumière (c) est une constante et un grand nombre (environ 300 000 km / s ou 186 000 miles / s). Donc, même une petite quantité de masse multipliée par cdeuxva être beaucoup d'énergie. Cette idée a finalement conduit à la bombe atomique et à l'énergie nucléaire.

Einstein
La célèbre formule d'Einstein E = mc2
Auteur: Derek Jensen


Fait intéressant

Einstein a également présenté sa thèse 'Une nouvelle détermination des dimensions moléculaires'en 1905, ce qui lui a valu un doctorat en physique de l'Université de Zurich.



Contenu de la biographie d'Albert Einstein
  1. Aperçu
  2. Grandir Einstein
  3. Éducation, Office des brevets et mariage
  4. L'année miracle
  5. Théorie de la relativité générale
  6. Carrière académique et prix Nobel
  7. Quitter l'Allemagne et la Seconde Guerre mondiale
  8. Plus de découvertes
  9. Plus tard la vie et la mort
  10. Citations et bibliographie d'Albert Einstein
>> Inventeurs et scientifiques

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