relativité générale
Parenthèse Culture 9: Etienne Klein – Einstein et la théorie de la relativité « restreinte »
Etienne Klein, philosophe et physicien au CEA, décrypte les grandes étapes de la découverte et la mise en équations de la relativité générale par Albert Einstein. Il répond ainsi aux questions : la relativité restreinte était-elle un préalable indispensable à la relativité générale ? La théorie de la relativité générale est-elle l’œuvre majeure d’Albert Einstein ? Un siècle après la publication de la relativité générale, la physique quantique et la relativité sont-elles toujours incompatibles ?
La physique quantique et ses mystères…
La physique classique en vigueur à la fin du XIXe siècle comprenait les théories suivantes :
- la mécanique newtonienne, publiée par Isaac Newton en 1687 et perfectionnée par des générations ultérieures de physiciens pour les besoins de la mécanique céleste.
- la théorie de l’électromagnétisme, développée par James Clerk Maxwell en 1865 et reformulée par Hendrik Lorentz en 1895. Cette théorie inclut l’optique ondulatoire comme cas particulier.
- la thermodynamique, formalisée dans les années 1850 par Rudolf Clausius, et une première version de la physique statistique : la théorie cinétique des gaz, développée par Maxwell et Ludwig Boltzmann.
La physique quantique a apporté une révolution conceptuelle ayant des répercussions jusqu’en philosophie (remise en cause du déterminisme) et en littérature (science-fiction). Elle a permis nombre d’applications technologiques : énergie nucléaire, imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire, diode, transistor, microscope électronique et laser. Un siècle après sa conception, elle est abondamment utilisée dans la recherche en chimie théorique (chimie quantique), en physique (mécanique quantique, théorie quantique des champs, physique de la matière condensée, physique nucléaire, physique des particules, physique statistique quantique, astrophysique, gravité quantique), en mathématiques (formalisation de la théorie des champs) et, récemment, en informatique (ordinateur quantique, cryptographie quantique). Elle est considérée avec la relativité générale d’Einstein comme l’une des deux théories majeures du XXe siècle.
La physique quantique est connue pour être contre-intuitive, choquer le « sens commun » et nécessiter un formalisme mathématique ardu. Richard Feynman, l’un des plus grands théoriciens spécialistes de la physique quantique de la seconde moitié du XXe siècle, a ainsi écrit :
« Je crois pouvoir affirmer que personne ne comprend vraiment la physique quantique. »
La raison principale de ces difficultés est que le monde quantique (limité à l’infiniment petit, mais pouvant avoir des répercussions à plus grande échelle) se comporte très différemment de l’environnement macroscopique auquel nous sommes habitués…
TANIKO Madagascar 