- II: Partie: L'univers, la relativité générale, le big bang
- III: Partie: Les cinq états de la matière, les atomes et Albert Einstein
Introduction:
Ce projet évoquant la vie d' Albert Einstein, ses découvertes et leurs conséquences sur le monde se situe dans l'immédiat après guerre et court sur une période s'étalant jusqu'à 1953.
1879:
Naissance d'Albert Einstein a Ulm le 14 mars , d'un père et d'une mère
juif non pratiquant (Hermann est Pauline Koch).
1880: La famille Einstein s'installe a Munich .
Albert ne parle qu'a l'age de 5 ans .
1885: Albert entre a l'école de Munich,ses notes sont bonnes
mais ses professeurs le trouve lent a la détente.
Vers 6 ans il apprend le violon est aussi l'algèbre.
1888: Albert entre au lycée Luitpold a Munich
ou il ne se plaira pas trop dans les matière littéraire.
1894: A la suite de mauvaise affaire,la famille Einstein par
s'installer en Italie mais Albert reste a Munich retenu
par ses étude ou il supporte de moins en moins
le lycée-caserne. Il décide de quitter l'Allemagne de
renoncer à sa nationalité et a son bac.
1896: Einstein est admis au polytechniaum a Zurich sans bac et
il Rencontre Mileva Maric.
1900: Sortie du polytechniaum Einstein ne trouve pas
d'université il vit alors de cours particulier.
1901: Einstein obtient la nationalité suisse.
1902: Mileva accouche d'une fille Liersel en Serbie
1905:Einstein découvre la célèbre formule E=mc²
I- Découverte de E=MC² par Albert Einstein:
Albert Einstein découvre la célèbre formule E=MC² en Allemagne vers 1905, l'annonce cette même année et l'explique en 1907. Cette formule explique beaucoup de chose tel que le soleil brille, la matière tient, les centrales nucléaires fonctionnent et les bombes atomiques explosent...
II-Comment Einstein a découvert la célèbre formule E=MC²:
Einstein à découvert cette célèbre formule en s'asseyant dans une gare et en regardant les trains passés, il en a déduis cette formule. Cette formule qui maintenant explique et fait comprendre la plupart des choses de la vie et du monde d'aujourd'hui.
III- La signification de E=MC²:
E=MC² veut dire que l'énergie et la masse sont jumelles et interchangeables.
E=MC² signifie que l'énergie est égale à la masse fois la vitesse au carrée.
IV- Ce qu'explique la formule (équation) E=MC²:
La formule explique ce qui est indiquer dans la partie I, mais elle explique aussi beaucoup d'autre choses tel que les réactions chimiques, la percussion de deux grains de matière. Elle donne une quantité exacte. Cette équation a donné une fois la mort, mais a engendrer la vie depuis 500 millions d'années.
Prenons un exemple avec la collision de deux grains de matières:
deux miettes accélérées font une collision et explosent. Lors de ces collisions, E=MC² intervient encore, tandis que jaillissent toutes sortes de particules. Là, de l'énergie se transforme en matière. Un véritable feu d'artifice où l'on voit apparaître et disparaître sans cesse lumière et matière au gré de ce que les spécialistes appellent annihilation, matérialisation et transformation.
V-La nature contient elle de la matière et de l'énergie:
Pour Einstein, matière et énergie sont équivalente. Elles peuvent se transformer l'une dans l'autre et s'engendrer l'une-l'autre. Au fur et à mesure que la température baissait, de la lumière disparaissait parce qu'elle donnait naissance à de la matière nouvelle. Cette matérialisation s'est effectuée selon l'équation E=MC². Puis les particules de matière seront associées en ensembles de plus en plus grands et compliqués. La nature obéit à cette équation depuis le début de l'univers soit à peu près 15 milliards d'années, répondent les spécialistes du Big-Bang.
VI-Hiroshima en vertu de E=MC²:
Le 6 août 1945,la formule d'Einstein est déprimée. Une bombe est tombée sur Hiroshima qui a mis la ville à feu et à sang. Au centre de l'explosion, la température a atteint un million de degrès. Cent mille personnes ont été tuées sur le champ. D'où est venue cette immense énergie? Elle a été libérée lorsque les noyaux des atomes d'uranium contenus dans la bombe se sont cassés en deux. A chaque brisure (appelé fission), un petit bout de masse (1/1000 de celle de départ) s'est métamorphosé en énergie. Toujours en vertu de E=MC², 1 gramme d'uranium (la masse d'une carte postale) s'est changé en 100 milliards de joules, l'équivalent de 2,4 tonnes de charbon entièrement brûlées.
1915: Einstein fait ses premier calculs sur la relativité.
II:Partie:L'univers, la relativité générale, le big bang
Albert Einstein, sa science dans l'univers :
Albert Einstein publie un article appelé «Considérations cosmologiques». C'est à ce moment que la Cosmologie moderne est née.
D'après ses théories sur l'univers «l'univers existe de toute éternité. Il reste parfaitement statique, il est comme en équilibre entre deux univers ».
Albert Einstein n'arrive pas à prouver ses théories et finira par l'admettre. Après ses théories sur l'univers, l'idée du Big Bang lui vient à l'esprit.
Einstein rate le big bang:
Einstein et ses confrères étaient persuadés que l'univers se réduisait à la voie lactée, notre galaxie. Contre toute attente, ses équations ne prévoient pas un univers statique et figé comme il l'avait imaginé. Un grand désarroi s'empare alors de lui. Il rate alors la théorie du Big Bang.
La relativité générale:
Albert Einstein énonce en 1915 la relativité générale (théorie de la gravitation). D'autres théories sont émises «Tous les corps s'attirent les autres les uns les autres ».D'après Albert Einstein les planètes s'attirent les unes vers les autres.
Albert Einstein et l'infini:
D'après Einstein l'infini ne peut pas avoir d'autres côtés .L'infini reste inaccessible.«Notre univers n'est q'un infime élément d'un univers infiniment plus grand, il n'y a ni commencement ni fin.
Définition de l'infini:
Qui ne commencera et ne finira jamais .Qui n'a pas de limite .D'une quantité, d'une intensité, d'une grandeur très considérable. Ce qui est ou ce que l'on suppose être sans limite.
L'univers en expansion:
C'est en 1917 qu'Einstein pense au destin de l'univers. Puis il travaille dans ses équations et y introduit une «constante cosmologique». Enfin en 1922, le Russe Alexandre Friedmann reprend les mêmes équations et montre que l'univers a deux destins possible:
-se gonfler à l'infini
-se rétracter sur lui-même
L'univers enfle comme prévu par la relativité générale. Finalement en 1931, Einstein abandonne sa cosmologie constante puis se rallie à l'idée d'un univers en expansion.
L'univers en expansion. Que remplit-il:
L'idée de l'expansion est fausse à cause de la théorie du Big-Bang. On se trompe lorsque l'on veut représenter le Big-Bang par une explosion. Il n'y a pas d'image pour représenter le Big-Bang. D'après Albert Einstein le temps est illusion. De ce faite le déroulement du temps peut être envisagé comme une dimension supplémentaire.
Dans le futur:
La théorie de la relativité générale d'Einstein a remis en question la conception de l'espace et du temps. L'écoulement du temps peut ralentir; 'espace peut se contracter; le futur de l'un peut être le passé de l'autre. La vitesse de la lumière est une limite infranchissable; le temps est une quatrième dimension.
1919: Albert divorce avec Mileva et rencontre Elsa.
1922: Albert reçoit le prix nobel de l'année 21.
1928: Einstein est nommé président de la ligue des droit de
l'homme. Durant cette période Einstein se passionne sur
l'origine de la matière,le plasma.
III:Partie:Les cinq états de la matière, les atomes et Albert Einstein
Bien sûr, nous connaissons les trois principaux états de la matière que sont le gaz, le liquide et le solide. Mais il y a aussi l'état plasma et l'état condensat. Observons de plus près ces états.
Qu'est ce que l'état gaz?:
L'agitation des particules, à des centaines de km/h l'emporte sur leurs interactions. Ce mouvement est à l'origine de la pression et de la température. Les atomes occupent tout le volume disponible.
Comme les liquides, les gaz n'ont pas de forme propre, mais contrairement aux solides et aux liquides, aucune force de cohésion n'empêche les particules qui composent le gaz de s'éloigner les unes des autres. Un gaz se dilate donc indéfiniment, jusqu'à ce qu'il occupe tout le volume disponible. Inversement, un gaz peut être facilement comprimé. Il exerce alors une pression sur les parois du récipient qui le contient. Ainsi, une grande quantité de gaz peut être facilement enfermée dans une petite bouteille aux parois solides. La pression d'un gaz est produite par le choc de ses particules sur les parois du récipient. En effet, ces particules se déplacent au hasard, dans tous les sens, à grande vitesse.
Qu'est ce que l'état liquide?:
La densité s'élève. Les interactions entre particules sont plus fortes comme les liaisons d'hydrogène dans l'eau. Plus celles-ci sont nombreuses, plus elles rendent le pain rassis par exemple. Les liquides n'ont pas de forme définie. Ils prennent la forme du récipient qui les contient. Toutefois, leurs particules restent proches les unes des autres. Elles sont en effet maintenues par des forces de cohésion, cependant moins fortes que celles des solides.
Ainsi, la plupart des liquides peuvent difficilement être comprimés. En revanche, sous l'effet de l'augmentation de la température, les particules s'éloignent les unes des autres et le liquide se dilate. La dilatation est proportionnelle à la température.
Qu'est ce que l'état solide?:
Les solides ont une forme stable et sont assez rigide pour résister aux actions déformantes. Cette rigidité est une conséquence de leurs structures internes; les particules qui les constituent ont une position fixe grâce à des forces appelées « forces de cohésion » . Cette force de cohésion unie les atomes. Toutefois, de faibles mouvements de vibrations existent autour de leur position.
Il existe deux sortes de solides: les cristaux et les corps amorphes.
Dans un cristal, l'hématite par exemple, les particules sont ordonnées dans une structure régulière (appelée « réseaux cristallin ») selon un motif géométrique(appelée « maille ») qui se répète régulièrement dans tout solide. La géométrie de la maille détermine la forme du cristal. Dans le corps amorphes, en revanche, le réseau n'est pas régulié, les particules ne sont pas ordonnées: le solide peut prendre des formes diverses.
Quelques définitions:
Corps amorphe:
Corps solide, composé de particules qui ne sont pas disposées de façon ordonnée.
Cristal:
Corps solide, composé de particules ordonnées en une trame régulière.
Force de cohésion:
Force d'attraction agissant localement entre les particules d'un même corps.
Maille:
Disposition géométrique des particules qui se répètent régulièrement dans la structure d'un cristal.
Réseau cristallin:
Disposition régulière des particules au sein d'un cristal.
Qu'est ce que l'état condensat?
Les atomes sont quasi gelés, mais il y en a trop peut pour qu'ils s'assemblent en cristaux. Près du zéro absolu, il est impossible de discerner les atomes qui sont dans le même état.
Petite devinette:
Quel est l'objet le plus froid sur terre?
Qui a toutes ses parties identiques à son tout?
Qui s'est fait attendre 70 ans et, une fois arrivé, ne sait pas à quoi il sert?
Réponse: Le condensat de Bose – Einstein, parfois surnommé « superatome » .
Objet très facile et fort utile que les chercheurs ont récemment réussi à déposer dans une « boîte à oeufs » mieux l'utiliser.
En 1925, 9ans après sa théorie de la relativité générale, Albert Einstein lance l'idée, inspirée par les travaux du physicien indien Stayendra Bose, qu'un gaz refroidie à une température suffisamment proche du zéro absolu se métamorphose en un nouvel état de la matière: un condensat.
Dans cet état de la matière, tous les atomes ont les mêmes caractéristiques. Même énergie, même vitesse, même direction. Devenus complètement indiscernables les uns des autres, les atomes agissent alors comme un seul homme.
Qu'est ce que l'état plasma:
C'est un mélange d'ions et d'électrons libres. Les températures et les pressions sont telles que les atomes se sont déplumés de leurs électrons. L'ionosphère (plus de 60 km d'altitude) est un plasma naturel. Cet état de la matière correspond à l'état d'un gaz porté à de très hautes température et dont les molécules sont complètement ionisées. Bien que globalement électriquement neutre, un plasma est très fortement conducteur de l'électricité. La quasi totalité de la matière constituant l'univers est à l'état plasma. On peut le produire à l'aide de la machine à plasma. L'étude des plasmas est la «magnétohydrodynamique».
1932: Einstein apprend que des bandes nazi on pillé sa maison a
Berlin peu après Hitler arrive au pouvoir,Einstein décide
de ne plus jamais mettre les pied en Allemagne.
1936: Mort d'Elsa qu'il avait épousé en 1919.
1952: Einstein refuse de devenir président de l'état d'Israel.
1953: Einstein meurt d 'une rupture d'anévrisme de l'aorte, ses
cendres seront éparpillées en un lieu secret.
Seul son cerveau sera gardé et autopsié (à coté du
cerveau de Staline )
pour savoir pourquoi Albert était si intelligent.
Albert Einstein à révolutionné l'univers de la science depuis le début. Nombre de ses découvertes (plus particulièrement les recherches sur les atomes), ont radicalement changé la face du monde. D'autres recherches ont elles permis de comprendre les questions que nous nous posions jusqu'à présent.
« Les superatomes » de David Larousserie, dans « Science et avenir » du mois d'août 2000 (n°642).
« L'énergie et la matière » de Claude Naudin (Larousse)
« E=mc² » de Azar Khalatbari et Segou dans « Science et vie junior » (hors série n°24)
« L'infini: qu'y a t-il de l'autre côté ? » dans « Science et avenir » (n°641)
« Einstein », le père du temps moderne de Silvio Bergia (Belin)