Il est plus facile de atome que de briser u est plus facile de briser un

«Il est plus facile de briser un
atome que de briser un préjugé.»
-Albert
Albert Einstein
***Prendre note que toutes les sources des citations ainsi que des images de cet article sont
présentées dans la bibliographie de la fin.
Peut-être, avez-vous
vous déjà entendu cette citation? Mijotée par les pensées
exceptionnelles du grand physicien Albert Einstein
Einstein, elle s’intègre pourtant très bien
dans notre monde actuel. Déjà pendant son vivant ce grand homme avait deviné l’un
des problèmes de la société du 21ième siècle. Cette expression ne représente qu’un
point mineur de son existenc
existence. Sa présence qui a changé notre quotidien.
Albert Einstein
Naissance: 14 mars 1879
Décès: 18 avril 1955
Métier : Physicien
Nationalités : Allemande, Suisse,
Autrichienne et
Américaine
Renommé pour : Relativité restreinte,
Relativité générale,
Mouvement brownien
Bouleversé par les guerres
mondiales, Albert Einstein a
changé la vision de la vie de
grands acteurs de ce monde.
Certains auraient pu le prendre
pour un savant fou, d’autres
pour un héros, mais il est sûr
que ses nombreux travaux en
tant que physicien méritent
d’être présentés. Au cours de sa
vie, trois grands sujets ont fait le
tour du monde dont sa théorie
de la relativité restreinte
re
et
générale
e
ainsi
que
le
mouvement brownien.
brownien
Signature :
Ces termes pouvant ressembler à une langue étrangère
pour la majorité, il est important de les décort
décortiquer pour
comprendre le fonctionnement de principes importants
qui ont permis l’évolution de l’humanité.
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La relativité restreinte
De nos jours, si on peut voir (dans les livres, les films et les séries té
télévisées)
lévisées) des mondes
parallèles et des machines à voyager dans le temps, c'est en grande partie grâce à la théorie de
la relativité, décrite par Albert Einstein au début du XXe siècle.
Albert voulant toujours aller plus loin, remarqua une certaine incompatibilité entre la théorie de
Maxwellll portant sur l’électromagnétisme et le magnétisme et celle de Galilée et de Newton
portant sur les lois de la mécanique. Nous allons reparler de ces dernières plus tard.
Tout d’abord, procédons
rocédons par petits concepts à la fois pour arriver à comprendre
comprendr cette
découverte scientifique, car comme dirait Albert : “Rendez
Rendez les choses aussi simples que
possible, mais pas plus simples.”
Le mouvement rectiligne uniforme et la loi d’inertie
Il est toujours plus facile de comprendre un concept à l’aide d’un exemple. Prenons
enons l’exemple le
plus facile, le train.. Cependant, avant de poursuivre, il faut préciser quelques éléments
concernant le mouvement du train. Il est importantt de considérer que ce dernier a une vitesse
constante donc aucune accélération ainsi qu’un mouvem
mouvement en ligne droite.. Comme le train est
animé d'une vitesse constante, on dit que c’est un mouvement rectiligne uniforme(MRU).
uniforme(MRU) De
plus, il avance sans changer d'orientation (il ne tourne pas sur lui
lui-même par exemple). En bref,
bref
le train a une trajectoire de translation uniforme. Comme nous le démontre l’image ci-dessous
ci
:
Pour arriver à comprendre la relativité
relativité, prenons note de qu’est-ce
ce qu’est un référentiel galiléen.
galilée
Il existe en physique une loi fondamentale étudiée par Galilée et
Saviez-vous que?...
qui a été reformulé par Newton comme nous l’avons
avons cité
brièvement plus haut : la loi d'inertie. Cette loi peut être
Albert Einstein avait un
comprise ainsi : Un corps suffisamment éloigné de d’autres
d’
problème de langage pendant
corps et soumis à aucune force restera sous sa forme
toute son enfance! D’après
de repos ou en mouvement rectiligne. Par exemple,
exemple si
l’analyse faite sur son corps
on lance une pièce de monnaie, celle-ci
ci retombera par
après sa mort, les médecins ont
terre
après
quelques
secondes
selon
la
force à laquelle
conclu que la partie de la
nous l’avons lancée. Par contre, si la force
connaissance et de la mémoire
de son cerveau était
gravitationnelle et d’autres forces n’avaient pas
surdimensionnée ce qui avait
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provoqué une plus petite
partie que normale réservée au
langage.
modifié sa trajectoire, la pièce aurait continué son chemin à l’infini en mouvement rectiligne
jusqu’à la rencontre d’un obstacle. Nous aurions pu nommer ce dernier mouvement comme un
référentiel galiléen. Ce phénomène serait possible dans l’espace.
Un référentiel galiléen est donc un référentiel, une référence, où cette loi d'inertie
est valide. Nous pouvons donc considérer la translation uniforme d’un train
comme un référentiel galiléen. Comme vous avez dû le remarquer la relativité
restreinte est un regroupement de pleins de concepts de physique. Continuons
donc à remplir notre boîte à outils!
La vitesse et la lumière
Maintenant que nous savons ce qu’est un référentiel galiléen et la loi d’inertie, il est temps
d’expliquer le mouvement d’un objet ainsi que l’influence de la lumière sur la perception de la
vitesse de ce dernier. La Terre est constamment en mouvement, ce qui signifie que même
lorsque nous sommes immobiles nous sommes quand même en mouvement. En permanence.
Aucun lieu ou objet ne peut servir de cadre de référence absolu puisque tout est en
mouvement. Il est possible de décrire la relativité restreinte par ces deux énoncés :
Les lois de la physique restent les mêmes dans tous les cadres de référence.
Celle-ci est assez facile à comprendre. Par exemple, si on laisse tomber un objet sur la Lune et
sur la Terre, dans les deux cas les principes de la physique entreront de la même façon en jeu
même si le résultat de la vitesse de leur chute sera différent à cause de la gravité qui n’est pas
la même sur les deux astres. Les mêmes lois s’appliquent.
La vitesse de la lumière dans le vide (air) reste constante dans tous les cadres de
référence.
Image 1
Ce deuxième principe peut nous poser problème en termes de
compréhension. Imaginons une voiture roulant à 100 Km/h.
Son passager sort un lance-pierre et lance une pierre à 50 Km/h
vers l’avant. Si nous calculons la vitesse de la pierre, nous
obtiendrons 150 Km/h si nous observons la scène de l’extérieur,
car lors de deux mouvements similaires, les vitesses
s’additionnent. (La vitesse de la voiture + la vitesse de la pierre à partir du lance-pierre)(Image 1).
Cela est vrai pour un spectateur qui est immobile par rapport à cette référence. Par contre, Si le
conducteur de la voiture mesurait la vitesse de la pierre il obtiendrait 50 Km/h puisqu’il se trouve
dans le cadre de référence de la voiture (il se déplace à la même vitesse).
Ajoutons maintenant une composante…la lumière! Il est important de savoir que la vitesse à
laquelle la lumière voyage est de 299 792 458 m/s (1079 milliards Km/h). Maintenant, imaginez
que cette même voiture approchant à 100 Km/h allume ses phares. On pourrait penser que la
vitesse de la voiture perçue par l’observateur additionnée à la vitesse de la lumière des phares
donneraient un total de 100Km/h + 1079000000000 Km/h = 1079000000100Km/h comme lors
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du lance-pierre, mais
ais ce n’est pas le cas. La vitesse de la lumière mesurée par un observateur
extérieur sera tout de même de 1079000000000 ainsi que pour le conducteur.
(Image 2).Évidemment…si
.Évidemment…si c’était possible de la percevoir! Peut-être vous vous
demandez…Pourquoi ? Quel que soit votre vitesse, que vous soyez en voiture, en fusée ou dans
un vaisseau spatial, la vitesse de la lumière que vous mesurerez sera toujours la même.
Quiz!
Image 2
Juste avant sa mort, Albert
Einstein avait décidé
d’entreprendre un nouveau
régime alimentaire. Lequel?
Omnivore
Végétarien
Végétalien
Végétali
Frugivore
Réponse: Végétarien
Cela nous emmène à deux autres phénomènes :
La contraction des longueurs
La dilatation du temps
La contraction des longueurs
Du point de vue d’un observateur extérieur, la longueur d’un objet en mouvement se réduit de
plus en plus dans la direction de son mouvement. Par exemple, Si on lance une balle très loin
elle va paraitre de plus en plus petite si on reste à la même positio
position. Si l’objet se déplace à la
vitesse de la lumière (Science-fiction
fiction), sa longueur est réduite à néant,, elle n’existe plus.
plus Mais
dans le propre cadre de référence de l’objet, la taille mesurée reste la même. Donc si on serait
projeté dans les airs on garderait
rait la même taille à nos yeux, mais pas aux yeux des spectateurs.
La dilatation du temps
Le temps
emps ralentit avec le mouvement, mais nous ne le remarquons pas…pourquoi ? Parce que,
cet effet ne devient remarquable que lorsqu’on se rapproche de la vitesse de la lumière. Plus on
s’approche de la vitesse de la lumière, plus le temps ralentit. Si la vitesse de la lumière est
atteinte, le temps arrête de s’écouler
s’écouler.. Certains physiciens étudient en ce moment cette
probabilité.. Seul un observateur qui ne se trouve p
pas
as dans le même cadre de référence le
remarquerait. Nous ne remarquons pas ce ralentissement, car nous nous déplaçons à des
vitesses minimes comparées à celle de la lumière. En y pensant bien…Il fallait bien la tête
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d’Einstein pour réfléchir à ça! Bien sûr, cela peut être expliqué par un exemple. Prenons une
horloge à photons. L e photon est l’unité de mesure de la lumière comme le Newton l’est pour
la force.
Imaginons un simple tube avec deux miroirs à chaque extrémité possédant à l’intérieur une
unité de lumière (Un petit pois par exemple).Celle-ci fait des allers-retours constants. Pour
Image 3
simplifier, on peut dire que la hauteur de l’horloge correspond à la distance
que parcourt la lumière en une seconde (oui, ça ferait une horloge
gigantesque). En une seconde, le photon à la base de l’horloge se retrouve
en haut. À chaque fois que le photon touche une extrémité, une seconde
s’écoule. Lorsque l’horloge est immobile, le photon parcourt la même
distance à chaque seconde, mais si l’horloge est en mouvement, cela
signifie que le photon aura parcouru une plus grande distance (en
diagonale) en une seconde, car la distance la plus courte pour parcourir une distance est la ligne
droite verticale ou horizontale (Image 3.) Cela peut être comparé à l’hypoténuse (le côté
toujours le plus long d’un triangle) tandis que les deux autres côtés sont assurément plus petits
Image 4
(image 4).
Information éclair!
La Vitesse est la Distance parcourue en un temps donné.
Vitesse = Distance / Temps
Si on parcourt une distance plus grande dans un même temps, c’est que votre vitesse a
augmenté. Par exemple, une auto qui parcourt 100 Km prendra moins de temps pour faire cette
distance à 100Km/h qu’à 60 Km/h. Selon le 2ème énoncé de la
Et si….
relativité restreinte (voir : la vitesse et la lumière) on sait que rien
ne peut aller plus vite que la lumière sinon il n’existe plus. Pour
Si Einstein nous regarderait
protéger cette limite, les longueurs se contractent et le temps
présentement il poufferait
s’écoule plus lentement à mesure que l’on s’approche de la
de rire à ce qu’on essaye de
vitesse de la lumière. (C’est là qu’on se dit que la lumière doit
comprendre de ce qu’il a
posséder un cerveau!). Plus la vitesse d’un objet s’approche de la
découvert. Il serait aussi fier
vitesse de la lumière, plus il semblera rétrécir dans le sens de son
de sa vie. Voici à quoi
déplacement et plus le temps semblera s’écouler lentement pour
ressemblerait son visage…
un observateur extérieur (qui n’est pas en mouvement avec cet
objet).Plus vous vous déplacez dans l’Espace, moins vous vous
déplacez dans le Temps (le temps s’écoule plus lentement). Cette
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grande découverte de notre cher Albert n
nous
ous a amené à penser aux machines à voyager dans le
temps, car si on peut ralentir le temps peut
peut-être pourrions-nous
nous même jongler avec? La science
ne s’est pas toute à fait rendue là. Dans un proche avenir?
Ceci conclu la relativité restreinte. Comme vous avez pu le constater Albert Einstein a consacré
sa vie entière à ses recherches. Tous ses concepts nous permettent de mieux distinguer le vrai
du faux.
L’un des autres travaux qu’a fait notre physicien préféré est la relativité générale. On pourrait
comparer ce terme à celui expliqué plutôt. En effet, La relativité restreinte est une théorie de
l’espace-temps
temps en l'absence de gravitation et la relativité générale est une théorie de l’espacel’
temps
mps en présence de gravitation. C
Cette dernière englobe la relativité restreinte en plus de
rajouter certaines constantes très complexes,
mais les principes restent les
Saviez-vous que…?
mêmes…heureusement!
Einstein est reconnu dans différents
domaines comme la philosophie et la
religion.. Il était une personne très ouverte
et qui souhaitait le bonheur de tout le
monde. Il cherchait à faire rire ses
coéquipiers. La preuve…
Le mouvement Brownien
Pour ne pas vous laisser sur votre faim je vous donne une brève explication du mouvement
étudié par plusieurs physiciens et perfectionné par Einstein. Afin de faire rouler vos méninges
voici sa brève définition : C’est un phénomène naturel qui explique le mouvement désordonné de
particules en suspension dans un liquide. Il a été observé dès le 18ème siècle, sinon avant.
À la prochaine cher futur physicien!
Marianne Picard
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Bibliographie
Livres:
La théorie de la relativité d’Einstein, Grandes découvertes scientifiques
Albert Einstein, sa vie et son temps
Article :
Publication Facebook : Théorie supposée par Einstein confirmée!
Sites Web:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
https://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte
https://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_g%C3%A9n%C3%A9rale
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mouvement_brownien
https://fr.vikidia.org/wiki/Th%C3%A9orie_de_la_relativit%C3%A9#Pr.C3.A9sentation_de_la_rel
ativit.C3.A9
http://3.bp.blogspot.com/6BnwVZWkfvc/UKHvDSatelI/AAAAAAAABPw/cXqJ2vBV6sU/s1600/train+translation.png
http://evene.lefigaro.fr/citations/albert-einstein
http://www.google.ca/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0
ahUKEwj3we7_it3LAhXJ9h4KHf5tBnUQjB0IBg&url=http%3A%2F%2Fusers.skynet.be%2Fwautier
%2Fcosmo122.htm&bvm=bv.117868183,d.dmo&psig=AFQjCNEb1UAxD6kZWxq2_rS6BWStJzuPQ&ust=1459038195779879
http://www.google.ca/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0
ahUKEwiiiNvogt3LAhXEGh4KHdNvCPAQjB0IBg&url=http%3A%2F%2Fmodiggs.net%2Ftag-boite%25C3%25A0outils.html&psig=AFQjCNFQ3Oi2da9Pg58GuXrwnsX7p1aZYw&ust=1459036005667370
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