E=MC² à la vitesse de twitter

1905: un obscur scientifique à l'épaisse moustache, Allemand et Suisse, bientôt Américain et Suisse qui travaille au bureau des brevets de Berne, s'apprête à publier un article démontrant l'équation E=mc². Quatre ans plus tard, le 21 septembre 1909, il prononce un discours devant ses pairs en Autriche, et leur présente sa théorie de la Relativité. C'est-à-partir de cette date qu'Albert Einstein acquiert une renommée mondiale. Il aura révolutionné la physique — et l'histoire de l'Humanité... Il est l'heure de réviser.

Depuis Newton et jusqu'à Einstein, les physiciens pensent que, dans notre monde «rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme». Il y avait deux lois de conservation, l'une pour la masse, l'autre pour l'énergie. Elles impliquaient que la masse comme l'énergie se conservent en dépit de leur forme, autrement dit que la masse et l'énergie restent toujours les mêmes, quoi que j'en fasse. Si je transforme ou non une masse en autre chose, pour avoir une autre apparence (vapeur, eau, gaz...), une masse ne changeait pas pour autant. Idem pour l'énergie. On croyait que l'on ne pouvait rien créer à partir de rien.

Et voilà qu'arrive Einstein, avec son équation. Il s'aperçoit que ces deux lois sont fausses. La seule chose qui existe, c'est une loi de conservation totale: on peut détruire de l'énergie en créant de la masse ou bien on peut créer de l'énergie en détruisant de la masse. Bref il y a un lien entre masse et énergie.

Exemple. Je rentre dans un container avec un vélo; je ne bouge pas, le vélo non plus. Admettons que l'on pèse le container: à nous deux (le vélo et moi) nous faisons 70 kilos. Je me mets sur le vélo, je pédale à 25 km/h (je suis en forme): mon  vélo et moi pesons encore 70 kilos. Mais! Si j'étais vraiment très en forme, et que je me mettais à pédaler à la vitesse de la lumière, tout serait différent: notre poids (celui de mon vélo et moi) augmenterait. L'énergie que je dépenserais (et avouez que j'en dépenserais beaucoup) se transformerait en masse.

Seulement, il faut avouer que nous sommes rarement assez en forme pour pédaler à la vitesse de la lumière: première raison pour laquelle il est impossible de voir les effets de E=MC2 au quotidien. Seconde raison: cette équation est sensible au niveau subatomique: c'est-à-dire non pas au niveau des atomes qui forment les molécules qui nous forment, mais au niveau des noyaux des atomes qui forment les molécules qui nous forment. Mais dans le monde subatomique, l'équation d'Einstein est proprement révolutionnaire.

Recette pour faire de l'énergie

Prendre de gros et lourds atomes, comme ceux de l'uranium; les briser en deux; constater que l'on perd de la masse (le poids des deux parties séparées sont plus légères); admirer le fait que la masse perdue est devenue de l'énergie. La masse est détruite mais une énorme quantité d'énergie est libérée: on peut donc bien transformer la masse en énergie.

Conclusion, la formule d'Einstein a permis de comprendre que l'on pouvait obtenir de l'énergie avec la masse. Point positif, l'énergie nucléaire, énergie quasi propre qui émet n'émet quasiment pas de CO — c'est grâce à Albert. Point négatif, la bombe atomique aussi.

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Imaginons maintenant qu'Albert Einstein présente aujourd'hui sa Théorie de la relativité. Elle serait probablement relayée à la vitesse de la lumière par les réseaux sociaux, comme Twitter. Mais expliquer E=MC2 en 140 signes comme l'implique un «tweet», avouez que ce n'est pas forcément facile. Certains de nos «followers» se sont prêtés au jeu. Voici leurs gazouillis (vous pouvez continuer à nous les envoyer):

Un grand merci à Laurent Lellouch et Carlo Rovelli, chercheurs au centre de physique théorique du CNRS.

Image de une: DR Einstein