Pour comprendre simplement la théorie de la Relativité

Résumé : La matière et l'énergie ne vont plus former qu'une seule et même entité lorsque la célèbre formule E = mc2 est définitivement démontrée par Max Planck. Une nouvelle conception de la réalité s'impose ; la matière considérée comme éternelle devient éphémère. Il va falloir plus de deux siècles aux philosophes et physiciens pour aboutir à cette fameuse formule. Elle fait son apparition au XVIIIe siècle lorsque la notion d'énergie mécanique commence à s'imposer sous la forme de "force vive". Grâce à Newton et Leibniz, on trouve le calcul de l'énergie de la lumière sous la forme mc2 dans un ouvrage de Voltaire. Au XIXe siècle, ce sera la théorie de l'éther, support des vibrations électromagnétiques, qui sera le réceptacle d'une énergie postulée également sous la forme mc2. Maxwell, puis Henri Poincaré vont mettre en évidence les propriétés dynamiques des ondes électromagnétiques. En 1905, Einstein va faire un raisonnement approximatif aboutissant à E = mc2. Mais ce sera Max Planck qui démontrera le premier la formule. Depuis, les expériences ont largement démontré la validité de cette célèbre formule. En laboratoire, les corpuscules de matière se dématérialisent en énergie et cette dernière se matérialise en particules.

L'envol des télescopes dans l'espace, la détection et l'exploration de tout le spectre des ondes invisibles émises par les astres les plus lointains, la puissance des ordinateurs, toutes ces techniques et bien d'autres ont permis d'accroître de manière fantastique nos connaissances sur l'Univers. L'astronomie, l'astrophysique et la cosmologie sont devenues des sciences touchant à tous les domaines de la physique, et même de la biologie par des recherches sur les origines moléculaires de la vie. En parcourant les différentes étapes de l'évolution de l'Univers, l'auteur a su présenter au cours de cet ouvrage l'essentiel de ces nouvelles connaissances. Après le Big Bang, l'ouvrage développe la "gestation" de l'Univers et sa "naissance" quelques trois cent quatre vingt mille ans après. Le développement des structures que l'on observe de nos jours est ensuite décrit; il durera un bon nombre de milliards d'années mais il ne sera pas éternel. Enfin, différents scénarios du vieillissement, de l'agonie et de la mort de l'Univers ont été imaginés par les astrophysiciens et l'ouvrage décrit les plus probables. Afin de comprendre le vocabulaire et les idées utilisées par les astrophysiciens et les cosmologistes, l'auteur résume quelques données sur la relativité générale et la physique quantique. Il donne les éléments nécessaires permettant la liaison entre ces sciences fondamentales et leurs applications à l'astrophysique et la cosmologie.

En conduisant leur voiture durant l'été, nombre de gens ont l'illusion de voir sur la route une sorte de flaque d'eau qui disparaît lorsqu'ils avancent. Ils voient un mirage mais ne s'en doutent même pas ou n'en connaissent pas l'explication. D'autres illusions très diverses sont créées par la nature. Regroupées en première partie d'ouvrage, ces illusions naturelles, ainsi que d'autres relevant de l'illusionnisme, sont expliquées aisément à partir des lois de l'optique. Une deuxième partie concerne les illusions basées sur les propriétés de l'?il et les phénomènes cognitifs qui leur sont nécessairement liés. Le cinéma et ses multiples trucages, ou effets spéciaux, ont créé tout un univers d'illusions dont nous avons à peine conscience. Des premiers trucages cinématographiques inventés par Méliès aux images numériques conçues de nos jours par ordinateur, le cinéma est devenu la grande industrie de l'illusion. D'autre part, l'illusion du relief s'est immiscée dans l'image avec l'art de la perspective. Des techniques optiques, dont récemment l'holographie, font également naître des illusions saisissantes de relief. Dans une troisième partie, l'auteur nous montre qu'il y a plus de trois mille ans, les sorciers et magiciens étaient déjà d'habiles illusionnistes. Il donne un aperçu du difficile apprentissage manuel que nécessite la prestidigitation. De nombreuses illusions de magie scénique figurant dans des spectacles actuels sont décrites. De nos "jours, les magiciens sont devenus des artistes qui recréent l'illusion de la magie par la magie de l'illusion. Une dernière partie regroupe des illusions qui vont des images divertissantes aux représentations de la vie sous forme mythique. Enfin, le lecteur découvre les recherches récentes sur les objets impossibles qui aboutissent a des illusions projetées dans un univers totalement onirique"

JEAN HLADIK est professeur à l'université d'Angers où il dirige le laboratoire d'énergétique et de thermodynamique. - PIERRE-EMMANUEL HLADIK est élève-ingénieur à l'École Centrale de Nantes.