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En développant ces idées, Einstein aboutit à une nouvelle vision de la gravitation qui devait remplacer celle d'Isaac Newton : la relativité générale. L'aspect le plus important de cette théorie est la disparition du concept de force de gravitation. Pour Einstein, le mouvement d'un corps n'est pas déterminé par des forces, mais par la configuration de l'espace-temps. Par exemple, d'après Newton, la Terre tourne autour du Soleil car celui-ci exerce une force gravitationnelle sur notre planète, alors que pour Einstein, c'est une perturbation de l'espace-temps introduite par la masse du Soleil qui est à l'origine du mouvement de la Terre.

Pour mieux comprendre cette idée, faisons appel à une analogie à deux dimensions. L'espace, en relativité générale, peut être comparé à une sorte de tissu élastique. La présence d'une étoile peut être simulée en y posant une bille. Celle-ci s'enfonce dans le tissu, le déforme et y crée une dépression. Que se passe-t-il lorsqu'un petit corps passe à proximité de l'étoile ? Pour répondre à cette question, faisons rouler une bille plus petite sur le tissu. La trajectoire est d'abord une simple ligne droite, mais, lorsque la deuxième bille passe à proximité de la première, elle pénètre légèrement dans la dépression. Elle est alors déviée de la ligne droite initiale et sa trajectoire se courbe. Le point important est que sur ce tissu élastique, le mouvement des billes n'est pas dicté par des forces, mais simplement par la forme de l'espace ou, plus précisément, par la courbure de celui-ci.


L'espace comme tissu élastique. La première bille crée une dépression dans le tissu. La deuxième bille pénètre légèrement dans la dépression et sa trajectoire se courbe. Crédit : O. Esslinger
De même, la relativité générale abandonne la notion de force et la remplace par le concept de courbure de l'espace-temps. Les corps célestes essayent d'adopter des trajectoires aussi droites que possibles, mais ils doivent se soumettre à la configuration de l'espace-temps. Loin de toute distribution de matière, la courbure de ce dernier est nulle et toutes les trajectoires sont des lignes droites. Par contre, près d'un corps massif, l'espace-temps est déformé et les corps se déplacent sur des lignes courbes, par exemple des paraboles ou des ellipses.

Pour être complète, la théorie de la relativité générale doit également donner un moyen de calculer la courbure de l'espace-temps créée par une distribution de masse. Elle le fait par l'intermédiaire d'un système très complexe de formules mathématiques, les équations d'Einstein, qui relient courbure de l'espace-temps et distribution de masse. Ce système est si complexe qu'il n'a été résolu que dans quelques cas de figure très simples, par exemple autour d'une étoile isolée.

Nous le constatons, la vision du monde d'Albert Einstein est très différente de celle proposée par Isaac Newton. Néanmoins, la plupart du temps, les deux théories donnent des résultats pratiquement identiques. Les divergences n'apparaissent que dans des conditions extrêmes, soit pour des objets se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière, soit pour des corps qui engendrent de très puissants champs de gravité. Ce qui n'est pas le cas sur Terre, dans la vie de tous les jours. C'est pourquoi les automobilistes et les piétons vieillissent au même rythme, ainsi que les habitants du rez-de-chaussée et du dernier étage d'un immeuble.

Tiré du site internet: www.astronomes.com

Dans les années 1870, l'Allemagne réalise son unification sous l'égide de la Prusse. D'une simple région où se confrontaient les intérêts des pays européens, l'Allemagne est passée à un Etat puissant et fortement industrialisé. C'est le 14 mars 1879, dans un climat de glorification de la force et de la culture allemande, que naît Albert Einstein. Fils d'une famille juive peu pratiquante, Albert Einstein est un enfant solitaire. Ses professeurs voient en lui un élève lent et moyennement doué. Cette opinion vient du fait qu'il ne porte aucun jugement hâtif et qu'il mûrit longuement chaque réflexion. Au début de l'année 1895, Einstein a 16 ans. Ecœuré par la discipline militaire qui règne au sein des Gymnasium (les lycées) et face à l'hostilité de certains de ses professeurs, il part rejoindre ses parents installés en Italie quelques temps plus tôt après un revers de fortune. Sa décision est confortée par son refus de faire son service militaire. Il décide alors de préparer le concours de l'Ecole polytechnique de Zurich. Il l'obtient à la deuxième tentative, en 1896. Einstein y fait la rencontre de Mileva Maric, étudiante en mathématiques et en physique. Il ne l'épousera qu'en 1902, après la mort de Hermann Einstein qui s'opposait farouchement à ce mariage.

Malgré son diplôme obtenu en 1900 et une première publication sur la capillarité en 1901, son esprit indépendant et son caractère frondeur lui interdisent un poste d'assistant à l'université. Ce n'est qu'en juin 1902, après une période de chômage, qu'il obtient le poste d'expert auprès du Bureau des brevets de Berne. Ce travail lui offre une réelle liberté car il peut réfléchir aux problèmes de physique le soir après sa journée de travail.

En ce début de XXe siècle, la physique traverse une grave crise. Les deux théories qui permettent d'expliquer les phénomènes physiques semblent incompatibles. La mécanique, science du mouvement, repose en effet sur le principe de relativité, énoncé par Galilée. Rien n'est absolument immobile ; tout dépend du référentiel dans lequel on se place. Or, la théorie de l'électromagnétisme élaborée par Maxwell dans les années 1850, avérée par les résultats expérimentaux, décrit la lumière comme une onde se propageant dans l'éther. Mais aucune description physique de l'éther n'a pu être trouvée. Seule certitude, il est d'une immobilité absolue. Ce qui se révèle en totale contradiction avec le principe de relativité. Une autre contradiction jette les physiciens dans le trouble. La matière est constituée d'atomes. Elle est donc discontinue. Or, lorsqu'on chauffe un filament, celui-ci émet de la lumière ; lumière qui est nécessairement continue d'après Maxwell. Comment quelques chose de discontinue peut-il produire un phénomène continue ? Aucun des physiciens de l'époque ne peut apporter de réponse et la physique se trouve dans une impasse.

C'est alors qu'Einstein fait publier deux articles dans Annalen der Physik qui se révèlent révolutionnaires. Le premier paraît en mars 1905. Il décrit comment l'énergie d'un corps chauffé peut se transformer en énergie lumineuse. Cette transformation n'est possible qu'en considérant la lumière constituée de "grains" qu'Einstein appelle "quanta de lumière" (les photons). La lumière n'est alors ni continue ni discontinue, mais les deux à la fois. Einstein ne sait toujours pas dans quelles circonstances la lumière se révèle continue ou discontinue mais son hypothèse n'en demeure pas moins exacte. Le deuxième article paraît deux mois plus tard, en juin. Il se propose de résoudre le problème posé par l'éther, en totale contradiction avec le principe de relativité. Pour Einstein, l'éther n'a pas lieu d'être. La seule donnée qui permet de décrire la lumière est sa vitesse c, constante quelle que soit la vitesse de l'observateur. Il énonce alors sa théorie de la relativité qui unifie les théories de la matière et de la lumière. La matière comme la lumière subissent le principe de relativité et la simultanéité de deux événements devient dépendante de l'observateur. Le temps n'est plus un concept invariant et est lui aussi relatif.

En septembre 1905, Einstein ajoute un post-scriptum à son article et démontre la célèbre formule E=mc², induisant une équivalence entre la matière et l'énergie. Formule qui sera à l'origine du développement de l'utilisation de l'énergie nucléaire à des fins civiles ou militaires. Mais Einstein ne s'arrête pas là. Dès 1907, il commence à réfléchir à sa théorie de la relativité générale qui permettrait d'expliquer le phénomène de la chute des corps. Mais elle nécessite de plus grandes connaissances en mathématiques modernes. Il quitte alors le Bureau des brevets et obtient un poste universitaire d'abord à Berne puis à Prague en 1911. En 1912, il devient professeur à l'Ecole polytechnique de Zurich et y retrouve un ancien camarade, Marcel Grossmann. Il a enfin l'aide qu'il désirait en mathématiques et entreprend la mise au point de sa théorie. Une erreur le conduit à une impasse et il perd trois ans. Mais le tir est rapidement corrigé et la théorie de la relativité est achevée à la fin de l'année 1915. Elle offre une nouvelle interprétation de la chute des corps.

La force d'attraction de Newton est remplacée par une déformation de l'espace autour des corps. Comme une balle déforme une toile tendue en y formant un creux, un corps modifie l'espace autour de lui. Cela explique pourquoi tous les corps, quelle que soit leur masse, tombent avec la même accélération ; ils suivent en fait la ligne de plus grande pente du creux formé dans l'espace. De plus, Einstein énonce le fait que l'espace et le temps ne peuvent exister sans matière. Comment vérifier simplement cette théorie ? Si un corps déforme l'espace autour de lui, alors les rayons d'une étoile située derrière le soleil seront déviés et son image ne sera pas là où elle devrait être. Les observations effectuées lors d'une éclipse par sir Arthur Eddington, astronome britannique, confirment pleinement les calculs d'Einstein. La théorie de la relativité générale est avérée. Les médias s'emparent alors de l'histoire et offrent à Einstein la reconnaissance et la gloire. La science devient aux yeux du monde un symbole de paix et de réconciliation : un Anglais a confirmé la théorie d'un Allemand ! Une illusion qui sera bientôt balayée par les événements.

Mais la nouvelle popularité d'Einstein lui permet de reprendre ses activités politiques et l'aide à promouvoir son idéal de paix. Il défend la cause du peuple juif et milite en faveur de la construction d'une université de haut niveau en Palestine. Une tournée aux Etats-Unis en 1921 lui offre les fonds nécessaires.

Juif, pacifiste et mondialiste, Einstein subit rapidement les foudres des extrémistes national-socialistes. Il revient d'un voyage aux Etats-Unis lorsque Hitler prend le pouvoir en 1933. Il ne rentre pas à Berlin et rejoint les savants de l'Institute for Advanced Study de Princeton. Il prendra la nationalité américaine en 1940. Son exil ne l'empêche pas de poursuivre ses activités politiques. Il sauve de nombreux chercheurs européens et convainc le président Roosevelt de développer le programme de la bombe nucléaire avant que l'Allemagne n'y parvienne. Il regrettera amèrement son geste et soutiendra, de 1945 à sa mort, en 1955, l'action du Comité d'urgence des savants atomistes qui vise à limiter les ingérences de l'Etat dans la recherche scientifique.

Si Einstein est respecté et écouté, il n'en est pas moins, à la fin de sa vie, en bute avec la jeune génération de physiciens comme Heisenberg, Pauli et surtout Bohr. En effet, Einstein a posé les fondations d'une nouvelle théorie, la théorie quantique, qu'il n'accepte pas. Cette théorie interdit toute représentation réelle des objets physiques élémentaires comme les électrons, les protons, etc. Ils ne peuvent être décrits qu'en termes de probabilité : probabilité qu'ils suivent une certaine trajectoire, qu'ils aient une certaine position, une certaine vitesse. Or Einstein n'adhère pas à cette vision probabiliste de la réalité. Pour lui, " Dieu ne joue pas aux dés ". Il refuse que le résultat d'une expérience ne puisse être unique et prédit avec certitude. Pour lui, la mécanique quantique est sinon inexacte, du moins incomplète. Einstein se révèle en cela le dernier des physiciens classiques.

Texte tiré du site internet: http://www.infoscience.fr/histoire/portrait/einstein.html

Les nébuleuses planétaires sont formés par la mort d'une étoile peu massive. (cf. naine blanche). Une fois l'hélium épuisé au coeur de l'étoile, la naine blanche subit différentes réactions. Une fois toutes ces réactions au coeur de l'étoile terminés, la naine blanche voit sa structure devenir plus complexe. On trouve au centre un noyau de carbone et d'oxygène éteint et entouré d'une coquille d'héliom en fusion, elle-même à l'intérieur d'une couche d'hydrogène en combustion. Tout cela est entouré par de l'hydrogène ( formule chimique H). Cette enveloppe va se dilaté gentillement.
L'étoile est à ce moment là très instable, elle subit de grandes pulsations. A chaque pulsations, l'enveloppe est éjecté plus loin. La naine blanche va perdre de la matière en grande quantité.
Plus tard, le noyau commence à devenir nu, émettant des rayons ultraviolets très puissant.. C'est ce qui permet à l'étoile de briller.
L'enveloppe éjecté de l'étoile formera plus tard la nébuleuse avec à son centre la naine blanche.
La naine blanche peut être confondu avec une planète à l'observation à l'aide d'un petit instrument, ce qui a donné le nom de nébuleuse planétaires.
(photo: nébuleuse planétaire IC 418)

C'est l'étoile la plus connue du fait qu'elle est proche de nous. Les astronomes peuvent distinguer des détails pas plus gros que 150 kilomètres.
Par rapport à la Terre le Soleil est gigantesque. Son volume est 1'300'000 fois plus élevé que celui de la Terre, son diamètre est 109 fois plus gros et sa masse est 300'000 fois plus élevé que celui de la Terre, soit 1,989x1030 kg. On sait grâce à la sonde Soho que le Soleil subit des séismes fantastiques. Plus précisément, il s'agit de remontée à la surface de flots d'une sorte de lave gazeuse : le plasma. Comparable à la lave de nos volcans, ce plasma vient de l'intérieur et provoque d'incroyables ondes sismiques, 40'000 fois plus puissantes que nos plus gros tremblements de terre. Ces ondes font résonner le Soleil à intervalles réguliers. On appelle cela le chant du Soleil.
Sa surface n'atteint que 6000 degrés tandis que son atmosphère est beaucoup plus chaude: elle peut atteindre plus d'un million de degrés.
Pourtant c'est qu'une étoile ordinaire. C'est une chance car les astronomes peuvent apprendre des choses du Soleil et donc ils peuvent comprendre les autres étoiles

3.1) La photosphère

La lumière qu'émet le Soleil provient d'une couche de 300 kilomètres d'épaisseur: la photosphère. C'est elle qui donne l'impression que le Soleil a une limite bien net. La température peut y atteindre environ 6000°C.
Vue au télescope, elle est constituée de petits réseaux de petites cellules brillantes, appelé granules, s'agitant sans cesse. Ce sont des poches de gaz de la taille d'un pays grand comme par exemple la France.
Parfois on peut remarquer que sur la surface du Soleil il y a des taches sombres, appelées taches solaires. Ses taches ne sont pas au même endroit chaque jour. Cela nous prouve que le Soleil tourne sur lui-même.

3.2) La chromosphère et la couronne

Lorsque l'on observe une éclipse totale de soleil on peut contempler une mince périphérie rose vif, appelé la chromosphère. Et au-delà de cette dernière se trouve la couronne.
La chromosphère et la couronne forment ce qu'on appelle l'atmosphère solaire. On ne les voit pas très bien car elles sont moins brillantes que la photosphère.
La chromosphère peut s'élever jusqu'à 5000 kilomètres. Des petits jets de gaz appelés spicules sont très fréquents. Plus on monte dans la chromosphère, plus il fait chaud. A son sommet la température peut atteindre plus de 20'000°C.
La couronne qui enveloppe la chromosphère se dilue progressivement dans l'espace. Elle n'a pas de limite extérieure bien définie. Extrêmement chaude, la température peut atteindre plus d'un million de degrés.
De temps en temps on peut observer dans la chromosphère des éruptions solaires. Puis d'immenses jets de gaz, les protubérances, s'élèvent jusque dans la couronne. Elles apparaissent comme des filaments sombres.
Des flux de particules d'échappent par la couronne très rapidement, le vent solaire.

3.3) La structure interne du Soleil

Il est impossible de savoir exactement la composition interne du Soleil. Mais grâce à l'étude des couches externes, les astronomes peuvent plus ou moins connaître sa structure interne. Le Soleil est formé à 98% de sa masse d'hydrogène (H) et d'hélium (He) : 73% d'hydrogène et 25% d'hélium.
Plus on va vers le centre, plus il fait chaud et la matière est plus comprimée. La température du centre atteint environ 15 millions de degrés et la pression est de 100 millions de fois que celle qui règne sur Terre. Les atomes d'hydrogènes se mettent par 4 ensemble et forment par après un atome d'hélium. Cette réaction produit ainsi de la chaleur et de la lumière. Ceci permet au Soleil de briller.