Albert Einstein, est l'un des plus grands physiciens et des plus grands mathématiciens du XXème siècle.

Deux théories inconciliables

    Au début du XXème siècle, la science physique reposait essentiellement sur deux théories : la mécanique et l'électromagnétisme.
    La mécanique, déjà fort ancienne, est la science du mouvement des objets matériels.
    Le physicien anglais James Clerk Maxwell, en 1864, formula les lois générales de l'électromagnétisme et montra que la lumière est une onde électromagnétique.

    Les 2 théories sont incompatibles. Pour sauver l'électromagnétisme, les physiciens doivent abattre les principes de la mécanique et, s'ils préfèrent sauver la mécanique, il leur faut renoncer aux thèses de Maxwell.

Une nouvelle théorie de la lumière

En 1905, Albert Einstein, alors jeune employé du Bureau des brevets de Berne, envoie à la fameuse revue Annalen der Physik deux articles dans lesquels il propose une nouvelle théorie de la lumière. Celle-ci n'est pas seulement une onde ; elle est également constituée de particules de lumière, les quanta qu'on appellera plus tard des photons. Cette lunière, à la fois onde et particules, dit Einstein, n'a pas besoin de l'éther pour se déplacer. Car la vitesse de la lumière est invariable : elle se déplace toujours à 300 000 km/s, quel que soit l'observateur.

Tout est relatif

    De cette hypothèse, Einstein fit découler une conséquence révolutionnaire : les distances, les dimensions d'un objet sont relatives.

    Le temps est lui-même élastique selon le mouvement des observateurs.
    Einstein venait de démontrer que le temps mesuré par différents observateurs, en mouvement relatif n'a pas la même durée.

E=mc²

Quelques mois après son article sur la relativité, Einstein expédie à la revue qui l'avait publié un post-scriptum dans lequel il montre que, si un corps émet sous forme de lumière une certaine énergie E, sa masse a été diminuée d'une quantité égale à E/c². La masse et l'énergie sont donc liées par une relation de type E=mc².

La relativité générale

    En 1915, Einstein expose la théorie de la relativité générale. Cette théorie montre comment rendre compatibles les lois de la gravitation de Newton avec les lois de la relativité.

    Ainsi, l'Univers n'est pas un vaste lieu dans lequel sont mis en mouvement des objets comme les astres, les particules, etc..., mais, c'est paece que la matière existe que le temps et l'espace existent.

    Les deux grandes propositions d'Einstein, la relativité restreinte et la relativité générale, reçurent d'ailleurs des confirmations expérimentales multiples et éclatantes, surtout dans deux domaines de la physique : la physique des particules où les vitesses sont prodigieuses et l'astrophysique où l'attraction entre les corps est gigantesque.

Les bases de la mécanique quantique

Le physicien danois Niels Bohr, avec trois jeunes savants, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli et Pascal Jordan, s'inspirant de la théorie des quanta de lumière développée par Einstein, suggéra, en 1913, une nouvelle thèse révolutionnaire, la mécanique quantique : une onde est associée à tout corpuscule. Einstein ne fut jamais convaincu, mais la profonde amitié qui liait Bohr et Einstein a survécu à leurs divergences théoriques.