mise à jour le 8 Décembre 2005

 

CONFÉRENCE
"100 ANS APRÈS EINSTEIN QUESTIONS ET PERSPECTIVES"

Par THIBAULT DAMOUR 
de l'Institut des Hautes Études Scientifiques (IHES)

Organisée par l'IAP

98 bis Av Arago, Paris 14 ème

 

le mardi 6 Décembre 2005

 

Photos : JPM.pour l'ambiance

 

 

 

 

BREF COMPTE RENDU

 

C'était la séance de clôture du cycle Einstein à l'IAP alors autant vous dire qu'il y avait foule et que la queue pour entrer se formait bien avant l'ouverture de l'amphithéâtre (voir photo).

 

 

 

Rappelons que ce cycle a été initié par l'IAP en début d'année 2005 pour célébrer les 100 ans de la célèbre année 1905 où Einstein a révolutionné la physique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La salle est archi pleine, prête à entendre la bonne parole.

 

 

 

 

Jean Eisenstaedt l'organisateur de ce cycle de conférences remercie toute l'équipe de l'IAP et les conférenciers.

Thibault Damour commence sa conférence qui à ma grande surprise (et désespoir car mal placé pour cela) s'effectue à l'aide d'un antique rétroprojecteur, je croyais que ces engins là étaient mis à la retraite! Donc pas de belles projection de PPT sur le grand écran de l'amphi. Tant pis mais seul le contenu compte.

 

 

Einstein a initié trois révolutions de la physique:

·        la théorie quantique

·        la relativité restreinte

·        la relativité générale

 

Regardons l'état de la physique avant cette merveilleuse année d'Einstein.

 

Il y avait quatre catégories séparées :

 

Celles concernant le "contenant" :

                   L'espace à 3 dimensions : il est donné à priori, la géométrie est euclidienne et il est au repos.

                   Le temps à une dimension, il est aussi donné à priori il y a un passé un présent et un futur

 

Celles concernant le "contenu" :

                   La force : comme la gravitation et l'électromagnétisme qui induise la notion de Champ de forces (Faraday Maxwell)

                   La matière : est discontinue : atomes.

 

 

Quel est donc l'héritage d'Einstein?

 

 

Il nous est présenté par ce transparent.

 

Einstein lie Espace et Temps puis Force et Matière, tout ceci pour arriver en 1905 à sa célèbre formule liant Force et matière.

 

 

Le paradoxe de jumeaux (que l'on va appeler les jumeaux de Langevin sans savoir lequel des deux l'a évoqué en premier) fait surface pour illustrer la relativité restreinte.

 

 

 

L'espace-temps devient courbe avec la relativité générale en 1915.

 

Au voisinage d'une forte masse la somme des angles d'un triangle ne fait plus 180° mais plus.

Par exemple au voisinage d'une étoile à neutrons la somme des angles d'un triangle peut faire 270° tellement l'espace est courbé.

 

 

 

 

 

 

 

Thibault Damour nous confirme ensuite que les théories d'Einstein ont été vérifiées comme on le voit sur la photo ci-contre.

 

Par exemple le changement de fréquence des ondes radio frôlant le Soleil de la sonde Cassini obéissent à 10-5 près à ce qui était prévu par la théorie d'Albert.

 

 

 

De même que le changement de la période orbitale d'un pulsar (PSR1913+16 Hulse & Taylor) de l'ordre de 70 milliardième de seconde par orbite!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Théorie classique contre théorie quantique.

 

 

En théorie classique, pour aller d'un point à un autre :une seule possibilité, une seule "histoire" existe.

 

 

Alors qu'en théorie quantique plusieurs histoires co-existent de façon "superposée" et sont affectées d'un coefficient de probabilité (ou amplitude d'existence comme le souligne le conférencier).

 

Tout ceci nous conduit à la fameuse formule de Planck (mais en fait c'est Einstein qui y avait pensé en premier en 1906, Planck n'ayant pas vu la finalité de sa formule au début) :

 

E = h f

 

C'est la quantification de la matière, et d'après l'orateur, c'est une formule plus importante que celle que tout le monde connaît :

E = m c2

 

Grâce à cette formule de Planck, la particule quantique peut passer par plusieurs chemins.

C'est le fameux chat de Schrödinger.

 

 

 

La philosophie derrière Einstein.

 

 

Maintenant nous abordons l'aspect un peu plus philosophique de la révolution einsteinienne.

 

Citation de Merleau Ponty :

" ….le sens de la physique est de nous faire faire des découvertes philosophiques négatives, en montrant que certaines affirmations qui prétendent à une validité philosophique n'en ont pas en vérité. …la physique détruit certains préjugés de la pensée philosophique et de la pensée non philosophique sans pourtant être une philosophie."

 

Mais Kant admet des découvertes philosophiques positives comme dans cette citation :

"on a admis jusqu'ici que toutes nos connaissances devaient se régler sur les objets, que l'on cherche donc une fois si l'on ne serait pas plus heureux dans les problèmes de métaphysique en supposant que les objets se règlent sur notre connaissance."

 

 

Réalité vient du grec Res qui veut dire chose, objet, donc objectivité.

 

La réalité se règle sur notre connaissance , veut dire que c'est la théorie qui définit la réalité.

 

 

Tout ceci introduit la fameuse discussion entre Einstein et Heisenberg.

 

Puis débat entre Einstein et Bergson sur le temps.

Pour Einstein (dont les journalistes illustrent sa façon de voir par : "le temps n'existe pas") le temps procure une illusion de son écoulement, pour Bergson, seul l'instant présent est réel.

Einstein redira d'ailleurs en 1955 avant sa mort :

 

"Pour nous physiciens dans l'âme, la distinction entre le passé le présent et le futur ne garde que la valeur d'une illusion si tenace soit elle!"

 

 

Évolution de la physique au XXème siècle.

 

 

 

Schéma complexe de cette évolution qui parle de lui-même.

 

La vision d'Einstein était d'unifier certains éléments :

 

Unification de la gravitation et de l'électromagnétisme

Unification du continu et du discontinu via la gravité (Pont Einstein Rosen)

Unification de la théorie classique et quantique

 

 

 

En 1954, il y a beaucoup de raisons pour être attiré vers une théorie qui ne contient ni espace ni temps. Mais personne ne sait comment construire une telle théorie.

 

 

À partir de 1970 née la théorie des cordes (Veneziano, Nambu, Neveu, Schwarz, Ramond, Scherk, Green-Schwarz, Polyakov etc..).

Corde : petit élastique rebouclé ou non et qui peut vibrer.

 

 

 

 

 

La théorie des cordes unifie d'abord gravitation et électromagnétisme; puis établit une équivalence entre particules (les branes) et l'espace temps régulier courbe. Cette équivalence mène au lien entre mécanique classique et quantique.

 

En résumé :

 

 

CORDE = MATIÈRE = FORCE = ESPACE-TEMPS

 

 

Probablement l'espace-temps ne serait qu'une illusion et surtout :

 

CONTENANT = CONTENU

 

 

Bref cela devient dur pour moi à suivre, heureusement c'est la conclusion qui vient avec l'influence d'Einstein dans la vie de tous les jours :

·        le lecteur de Cd Laser

·        le GPS sans correction de la variation du temps il serait faux au bout se quelques minutes

·        la tomographie par émission de positrons

·        les cellules photoélectriques à l'entrée des magasins

·        la fabrication du fromage (mais oui par l'intermédiaire du mouvement brownien)

·        etc…

 

Nombreuses questions du public à la fin de cette conférence.

 

 

 

 

merci à tous pour cet excellent cycle de conférences, en espérant que cela se renouvellera.

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN.

 

 

Voir le dossier cosmologie du site.

 

Voir aussi rapports des précédentes conférences :

 

 

 

Les enregistrements vidéo des conférences sont disponibles sur le site du SFRS-CERIMES quelques jours après chaque conférence, à l'adresse
http://www.cerimes.education.fr/    (rubrique "100 ans de relativité")

 

C'est tout pour aujourd'hui!

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin   www.planetastronomy.com