histoire de e=mc^2

BIOGRAPH

IE

Présentée par:

RAJAA SAMMANI

Edition: 6/11/2016

Story time!!!

Il ya tout juste un siècle une équation de 4 symboles voyait le jour!

Sa géniale simplicité nous a permis de comprendre comment le monde est né et

comment il fonctionne! Son auteur était un jeune homme : ALBERT

EINSTEIN!! Par une toute petite simple intuition il a tout dépassé !

La biographie de E=m c^2 est une histoire d’amour, d’ambition , de trahison…

allons -y la découvrir ensemble!!

Plan ???• Cette mystérieuse histoire que je vais vous la

raconter n’a guère commencé avec EINSTEIN or, il est l’auteur!!!

• Guidé par une géniale inspiration il va faire aboutir tout le travail de ceux qu’ils le précédaient : des scientifiques qui ont donné leur vie pour révéler chaque élément de l’équation!

• L’histoire de l’équation commence longtemps avant EINSTEIN avec la découverte de E pour énergie !!!

ENERGY!!!

Au début du 19 ème siècles les physiciens ignorent encore la

notion d’énergie!Ils croyaient en terme de la

puissance et aux forces déconnectés !!

Mais cela va tout à l’heure changer avec le brillant …

Le jeune michael faraday passait son temps libre et son maigre

salaire à faire la lecture, à dévorer les livres scientifiques et aussi faire

des expériences d’où sa passion par les sciences physiques et la

chimie!!

Un jour quelqu’un va lui offrir un billet pour un show

scientifique du chimiste HUMPHREY DAVY !!

Faraday passionné par son nouveau rôle model va

collecter ses notes sous forme d’un bouquin (il était un

relieur) et il va l’offrir à Davy pour faire sa connaissance!!Davy était un scientifique du

premier rang plein d’orgueil, il ne va nullement s’intéresser à ce petit jeune homme …pour

le moment !

Malgré cet échec humiliant, Faraday na va pas perdre de l’espoir !

Sa patience va plutôt être récompensée !!À la suite d'un accident le blessant à l'œil gauche, Davy embauche le jeune Faraday

comme assistant!!!

Faraday va tout dévorer de la connaissance de Davy!!

Et l’élève va bientôt surpasser son maitre !!!

Le grand sujet du moment était l’électricité!!!

La pile vient d’être inventé et toute sorte d’expériences sont réalisées

et personne ne savait ce qu’est c’est cette mystérieuse

électricité !!

Ils ont imaginé l’électricité comme un fluide circulant dans un fil!!

Mais en 1821, un chercheur danois montre que si on fait passer un courant dans un câble avec une boussole à coté le courant dévie

l’aiguille à un angle droit!!!Et bel est bien la surprise !!!

Les forces qu’on croyait qu’elles

étaient tout à fait distincts ( électricité

et magnétisme) affectent l’un l’autre

d’une manière inexplicable!!

En observant de loin l’expérience reproduit par Davy et quelques

amis, Faraday a suggéré que peut être l’électricité projette une autre

force à l’extérieur ce qui affecte l’aiguille du boussole!!

Quelle bonne idée!!!or, Les « scientifiques » se sont

moqués de lui sous le prétexte que en Cambridge ils ont prouvé que

l’électricité ne circule nullement en dehors du fil mais dans le fil!!

Nonstant, Faraday était obsédé !!Il a imaginé que des lignes de forces

circulés autour du fil et que l’aiment avait des lignes similaires sont soumis à l’action de ce flux d’électricité comme un drapeau

dans le vent

Faraday n’arrêta pas là il renversa l’expérience !!

Au lieu de dévier l’aiguille avec le câble électrique Il essaya de déplacer le câble avec un aiment statique !!!

C’est l’ expérience du siècle !« L’invention du moteur électrique ».

Et le plus important ce qu’il a inventé un nouveau type de physique !

Faraday ne se rend pas compte que les produits chimiques de la pile ont été

transformé en électricité dans le câble!Elle s’est combinée à l’aimant et produire

une force mécanique qui génère un mouvement !!! Derrière toutes ces forces il

y a une énergie commune!!

En parallèle, Davy est devenu le président de la société royale.

Quand il a vu la découverte de son ancien assistant, la jalousie le

brulait !!Il accusé Faraday d’avoir plagier les

travaux d’un autre scientifique britannique!!

Plus tard, Davy va mourir et Faraday va s’intégrer dans la

société royale, le monde invisible des forces de Faraday va nous déclencher ce que Einstein va appeler par la suite LA grande

Révolution !

En 1885, le jeune Einstein apprit de ces profs que non seulement l’énergie peut

être transformer d’une forme à une autre comme la démontrer Faraday mais encore que toutes les formes d’énergie sont alors

découvertes!!Mais Einstein va leur prouver le contraire,

en découvrant une nouvelle énergie cachée la bas où personne a pensé la

chercher :au cœur même de la matière !!

MASSE

Grace à l’Lavoisier, la masse fut l’une des parties qui composent la matière

tout au long avec l’énergie!!La nature se divisait alors en Energie

( force qui anime les objets) et la Masse ( la matière physique dont se

compose ces objets)!!Les lois qui gouverne la première ne

s’appliquent pas à l’autre. Einstein ne peut satisfaire de cette

contradiction!!

Einstein, depuis toujours, était obsédé par la lumière !!

Il posait beaucoup de question à ses amis notamment son épouse qui va lui pousser de réinventer

tout et bel et bien trouver un chemin secret réunissant l’énergie

et la masse !!

C pour Celiritas

Avant Einstein, la célérité de la lumière était déjà mesurée !

Cependant, les physiciens ne savait pas encore qu’est ce cette

mystérieuse lumière ?Mais il y avait un homme qui avait

sa petite idée!!!

Welcome back Faraday

Faraday proposait que la lumière n’est que une autre forme de cette union

électromagnétique!!Pendant 15 ans il va tenter de convaincre

les sceptiques que la lumière est une onde électromagnétique !!Mais ses compétences en

mathématiques étaient trop limitées pour qu’il parvient à prouver sa théorie!!

Jusqu’à ce que quelqu’un lui vient enfin en aide …

Le professeur James Clerck Maxwell croit en cette intuition et il dispose bel et bien de la connaissance

mathématique nécessaire pour la

prouver!!!

Maxwell et le vieux professeur Faraday deviennent des amis!!

Maxwell constate que l’électricité produisant du

magnétisme et le magnétisme

produisant de l’électricité ne

peut arriver qu’à une vitesse

particulière …

C’est c=…

Eh comme cela Faraday avait bien raison la lumière est une onde

électromagnétique!!!

Mais l’histoire de la lumière est au-delà !!

Einstein avait d’autres visions pour cette mystérieuse lumière !!

Mais avant il faut noter que : selon les équations de maxwell on ne peut jamais rattraper un rayon de lumière meme si on voyage à

300km/s

Et cela tracassait Einstein qui pensait maintenant que la lumière ne

ressemble à aucune autre onde!!!!!Einstein commence à

se pénétrer dans un univers surréaliste où l’énergie, la masse et la vitesse de la

lumière s’entremêlent d’une façon totalement insoupçonné!!

Mais il reste un outil mathématique dont il va avoir besoin !!!

2 pour ‘’au carré’’

En faite, la création de cette équation n’est nullement

masculine …

Je vous présente …

Emilie châtelet

Jetons un petit coup d’œil sur sa biographie..

1- elle vit dans le meme atmosphère que Newton et son ami voltaire

2- elle était amie de voltaire( emm)3- elle était mariée et maman de trois

enfants 4- elle faisait des petits salon au sein de sa maison ou elle invite des scientifiques pour

discuter…

Parmi ses révélations…

Notre émilie a soupçonné une grande faille dans la théorie du

grand seul Newton …ce dernier affirme que l’énergie

d’un objet( la force par laquelle il heurte un autre objet) est égale à

sa masse multipliée par sa vitesse !

Mais Madame du chatelet découvre une autre hypothèse …

celle de Leibniz…

Leibniz

« l’énergie d’un corps est sa masse multipliée par sa vitesse

au carré »

Mais bien que l’opinion générale soit au faveur de Newton ..

Emilie ne change pas d’avis elle continue à croire en leibniz

Elle publiera son livre qui avait un grand

bruit dans le domaine scientifique parce

qu’elle a pris le parti de leibniz et non pas de newton et de son ami voltaire qui a vu cet acte comme un

acte de trahison

La pauvre va bientôt mourir lors de son accouchement mais pas avant

de finir la traduction de ‘’Principia’’ de newton et de

son commentaire très scientifiques …

Après sa mot il va falloir attendre un tout siècle pour que la

conviction d’émilie du carré soit enfin accepté!!!

Le parfait temps qui va permettre à Einstein d’unir son

équation!!!L’énergie avec la masse et le carré

du vitesse!!!

Mais avant il ya un tout puissant élément qui va faire son apparition

…

temps

Avant Einstein, les gens ont cru que les horloges trottent à un rythme constant quelques soit

l’endroit de l’univers où elle tic-tocait …

Einstein était le premier à dire NON!

Ce tic-tac n’est qu’un click de transformation de l’électricité en

magnétisme et du magnétisme en électricité et ainsi de suites …

En d’autres termes c’est le rythme régulier de la lumière elle-meme!

Et maintenant va venir l’an le plus important dans notre vie, l’an le plus important pour einstein, la physique et toute l’humanité…

1- Einstein commence l’année 1905 par la publication d’ un article sur la nature de la

lumière qui lui voudra un prix nobel!2- deux mois plus tard il expliquera

comment calculer la véritable taille de l’atome!

3- un mois plus tard, il va publier un autre article sur le comportement des atomes

quand on les chauffe et sur les dimensions de l’atome!

C’est trop huh?

Et c’est pas encore fini!!!

4- un quatrième article où il va unir le temps, l’espace et aussi la

lumière!

Bienvenue Dans ce nouveau univers où ni le temps, ni l’espace

sont absolus…

What did you just say ?

Oui, c’est la vitesse de la lumière

qui est constante !!

No!!!!!!Impossible!!!!!

Mais l’année de tous les miracles n’est pas encore finie!

Au printemps 1905, Einstein formalise une nouvelle inspiration!

Après avoir révolutionner les concepts de l’espace et de temps il donne une

impulsion encore plus extraordinaire à cette théorie en proposant des idées

novatrices à propos de l’énergie et de masse!

Au lieu de les séparer comme chez Newton ..

I DIDN’T SAY THAT !!!!!

EMMMM…

Einstein a unifié l’énergie et la masse par la vitesse de la lumière!!

L’énergie est donc peut devenir une masse et la masse peut de

venir une énergie!!Or, elles ne sont pas égale, la

première est égale à la deuxième fois C au carré!!

Einstein l’a bien dit :quand le corps est immobile l’inertie est égale à sa masse et donc lorsqu’il

est en mouvement son énergie augmente et donc son inertie

augmente ce qui veut dire que plus le corps va vite plus il est difficile

d’aller encore plus vite et donc on aboutit à une vitesse limite!!!

Par la suite Einstein réalise que la vitesse de lumière est une

constante cosmique!Rien ne peut aller plus vite

qu’elle !!!

Exemple….

Imaginons un train qui roule à une vitesse soit-disant celle de la

lumière !!!Meme si on lui fournit plus

d’énergie pour rouler encore plus vite il ne va jamais dépasser la

vitesse de la lumière!

Mais où elle va donc cette énergie?

Une chose incroyable!C’est dans la masse de l’objet

qu’elle va! Le train devient plus lourd!

Elle ne va pas nous donner

une demonstration?

JE veux bien mais…

OKKKKKK !!!!

publiée en 1946 sous le titre : "Une démonstration élémentaire de l'équivalence entre masse et énergie" (cf. Albert Einstein,

Œuvres choisies, tome 2, Editions Seuil/CNRS).La démonstration ne fait appel qu'à trois lois

classiques : 1) la conservation de la quantité de mouvement 2) la pression de radiation (quantité de mouvement d'une onde électromagnétique) 3) l'aberration de la lumière (composition de la

vitesse de la source et de la vitesse de la lumière).

Le schèma est la voici!!

Vous pouvez faire la suite!!!!

Récapitulons!La masse n’est qu’une

condensation de l’énergie!Si On arrive à la libérer elle jaillirait avec une force comparable à celle

d’une bombe atomique!

Ah oui!!!J’explique!!!

L’aventure de l’atome

Lise Meitner!Berlin 1907, Lise a 27ans!

Elle est l’assistante de

Max planck qui va lui offrir de travailler avec Otto-Hahn !

Cette femme va nous déclencher une épisode dans la série de la physique que personne n’a pu

anticiper! Meme l’histoire!

Mais à vrai dire que ses propres découvertes poursuivent d’autes

révélations comme: la découverte de la radioactivité et je cite là…

Les Curies et monsieur Becquerel

Revenons…la collaboration de Hahn et Lise va

durer pendant des années, pendant lesquelles Lise va souffrir

de sa situation ( femme) mais quand même elle va devenir la

première femme d’Allemagne qui a le titre du professeur!

poursuivant,…à cet époque on connaissait male l’atome – on vient de prouver son existence théorique par calcul du

mouvement brownien -…on croyait que l’atome est une

miniature du système solaire!( un solide au centre et des électrons

qui gravitent autour de lui!)

des recherches ont montré par la suite que ce noyau lui-même n’est pas un solide mais il se compose

de neutrons et de protons!

De plus , pour les atomes radioactifs les noyaux ne sont pas

stables ils libèrent de l’énergie!Et voilà un exemple de E=mc2

Et la physique nucléaire est née!On a découvert :

1- le neutron2- le noyaux est composé de neutron

et de proton reliés par une force « incassable » !! Et donc beaucoup

d’énergie3- les réactions nucléaires sont

possibles! ( la radioactivité officielle)et l’histoire n’est pas encore finie!

Lisa était passionnée par l’atome d’uranium étant la dernière atome dans

le tableau de Mendeleiv à l’époque!Elle voulait la bombarder avec un

neutron pour augmenter sa taille c-à-d que ce neutron va se coller aussi avec

les autres nucléons!Et Oui c’était cela la première

réflexion...…

L’ Allemagne maintenant, 1930, est un endroit dangereux meme pour

des scientifiques de premier classe!

Hitler ( les nazies ) sont au pouvoir maintenant, ils ont chassé les juifs

de leur territoire de leurs universités et …

Einstein et Lise sont juifs!

Einstein était l’un des premiers qui sont partis vers Usa mais Lise?

Elle était autrichienne et donc elle s’est évadée de l’Allemagne vers

on sait pas où! mais dansune maison où il y a ni de

laboratoire, ni de rien du tout sauf que…

Elle avait un neveu ( professeur de physique) et une correspondance

continue avec Otto !!

Otto lui a envoyé les résultats de ses premiers expériences!

En envoyant un neutron dans un atome de l’uranium , il a trouvé du

Radium!Alors comment? Il chercherait un atome plus grand et il finissait par trouver une plus petite ? Absurde

huh?

Lise pensait que le noyau en le bombardant devient plus lourd et puis il se désintégrait en un autre

plus léger!Lise et son neveu pensaient:si l’uranium se devisait, il va

libérer une énergie alors d’où vient cette énergie.?

Neveu:Le calcul de la répulsion mutuelle entre Les noyaux

résultants de cette est d’environ 200 000 000 ev

Lise: on calcule premièrement l’énergie de liaison des noyaux

résultants( pour calculer la variation d’ énergie)

elle est inférieur à celle de l’uranium d’environ 1/5 de proton

en masse

Neveu: de la masse a été perdu?E=mc2 de Einstein?

Lise: si on multiplie la masse perdue par le carré de la vitesse de

la lumière on obtient…( calcul…)

Le calcul prend un peu de temps…

E= 200 000 000 evdonc on a dévisé

l’atome!

Lise et son neveu ont publié un article pour expliquer qu’est ce

qu’une FISSION NUCLEAIRE!

Mais la prix nobel va etre attribué a Otto pour la découverte de la

fission nucléaire!Mais l’Histoire va la récompenser

par la suite par plusieurs prix!

Et voilà le monde de nucléaire est ouvert maintenant, les

découvertes se poursuivent par la détection des réactions de chaines

et les lois mathématiques-statistiques!

Et c’est de la politique qui va avoir lieu!

Einstein alerte le président Roosevlte du danger de voir les nazies se doter de tel arme – les

bombes atomiques!

Les Etats-unis a déclenché son premier nucléaire projet : Manhattan pour fabriquer des bombes atomiques!

Lise a refusé l’invitation de l’Amérique de joindre le projet!

Cependant sont neveu- frish- va jouer un role très important dans le projet

de l’intention de convaincre les nazies!

Einstein l’a regretté toute sa vie!Non à cause de l’équation mais à cause de la lettre qui l’a envoyé à

Rosevelet !!Les Allemands étaient loin de tel

fabrication!

Le future de E=mc2

Cern, Suisse

Depuis sa création E=mc2 est utilisée pour dégarnir le monde

inconnu jadis « de l’atome » essentiellement pour répandre à

la fameuse question sur notre originale d’où venons nous?

Cette gigantesque structure repose sur notre équation.

Avec une vitesse proche de celle de la lumière on envoi des petits particules pour provoquer leur

collision!Ces expériences recrée les conditions du big-bang

!Aujourd’hui, grace à cette équation, on étudie

notre origine. On étudie ce grand refroidissement de l’univers, sa dilatation, ses composantes …

Vous savez maintenant que le soleil perd 4millions de tonnes de sa

masse en une seconde pour nous fournir de l’énergie, notre système

solaire!

Mais non seulement les étoiles créent de l’énergie, le processus

lui-même a créé la vie!

Comment?

Contraction d’un nuage d’hydrogène et d’hélium appelé : Nébuleuse solaire

Aplatissement du système ( le nuage

s’effondre sur lui-même et se fragmente en une

série de nuage de dimension plus réduite

Formation de planétésimaux : les

poussières et les gaz restants s’étalent autour du soleil

Mise en route des réactions nucléaires

an centre ( du soleil et des protoplanètes

aussi )

Apparition du système solaire sous

sa forme actuelle

1

2

3

4

5

Vous étes un produit de E=mc2!

FIN

Einstein le savait bien, le chemin de la découverte est souvent

douloureux…

parfois joyeux.C’est un chemin qui remonte aussi

loin de la curiosité humaine…

Et il est SANS FIN!

Bibliographie Articles et références :

*WIKIPEDIA Discussions explicatives: *Physics forum

*PR. Allen titan

*PR. Driss Aouidi Documentaire inspirant: *Biographie d’une

équation