2 - LES MULTIPLES VISAGES DE L’ÉNERGIE
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sont des grandeurs de nature similaire. La dualité entre temps et énergie apparaît
ainsi sous un jour nouveau, en parallèle avec la dualité entre position et moment.
De plus, la relativité fixe la constante additive arbitraire qui pouvait être incluse dans
la définition pré-relativiste de l’énergie.
Par ailleurs, la célèbre formule E = mc
2 d’EINSTEIN mit en évidence une équivalence
entre masse et énergie. Avec la relativité générale, la densité d’énergie prit un
aspect géométrique puisque cette grandeur s’interpréta comme l’une des composantes d’un tenseur, relié par les équations d’EINSTEIN à la courbure de l’espacetemps. Enfin l’énergie du vide, définie sans constante additive, a dans ce même
cadre des conséquences cosmologiques puisqu’elle implique que le vide se comporte comme s’il avait une masse.
La science du XX
e siècle a aussi été marquée par l’apparition de la physique des
particules, molécules et atomes, puis électrons et noyaux, puis encore constituants de ces derniers à des échelles de plus en plus petites. Elle a eu pour origine
la découverte de la radioactivité (Henri BECQUEREL, 1896 ; Pierre et Marie CURIE,
1898), dont l’étude provoqua pendant quelques années une crise. Ayant observé
qu’une masse très faible de radium dégageait un flux d’énergie considérable, transporté par le rayonnement émis et recueilli sous forme de chaleur, Marie CURIE
s’interrogea avec d’autres sur l’origine de cette énergie. Elle se demanda même si
le phénomène de radioactivité ne violait pas la conservation de l’énergie, qui était
déjà érigée en dogme. Ces doutes étaient légitimes car les énergies en jeu étaient
incomparablement supérieures à celles que l’on connaissait jusque-là, et leur production semblait ne pas décroître au cours du temps. Le problème fut résolu par
RUTHERFORD et SODDY avec la découverte des mécanismes de la radioactivité et
celle des temps de vie, en relation avec des mesures calorimétriques.
L’observation de trois types de rayonnement, α, β et γ, puis l’analyse des rayons
cosmiques et surtout le développement des accélérateurs ont progressivement
conduit à l’élaboration de la théorie des particules élémentaires et de leurs interactions. Au cours du dernier demi-siècle, cette étude de la matière à des échelles
infra-nucléaires a permis de distinguer quatre interactions élémentaires. Cette
classification microscopique se reflète à notre échelle par des propriétés fort différentes. Elle présente, comme on l’a vu, une importance capitale pour la compréhension des problèmes énergétiques.
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sont des grandeurs de nature similaire. La dualité entre temps et énergie apparaît
ainsi sous un jour nouveau, en parallèle avec la dualité entre position et moment.
De plus, la relativité fixe la constante additive arbitraire qui pouvait être incluse dans
la définition pré-relativiste de l’énergie.
Par ailleurs, la célèbre formule E = mc
2 d’EINSTEIN mit en évidence une équivalence
entre masse et énergie. Avec la relativité générale, la densité d’énergie prit un
aspect géométrique puisque cette grandeur s’interpréta comme l’une des composantes d’un tenseur, relié par les équations d’EINSTEIN à la courbure de l’espacetemps. Enfin l’énergie du vide, définie sans constante additive, a dans ce même
cadre des conséquences cosmologiques puisqu’elle implique que le vide se comporte comme s’il avait une masse.
La science du XX
e siècle a aussi été marquée par l’apparition de la physique des
particules, molécules et atomes, puis électrons et noyaux, puis encore constituants de ces derniers à des échelles de plus en plus petites. Elle a eu pour origine
la découverte de la radioactivité (Henri BECQUEREL, 1896 ; Pierre et Marie CURIE,
1898), dont l’étude provoqua pendant quelques années une crise. Ayant observé
qu’une masse très faible de radium dégageait un flux d’énergie considérable, transporté par le rayonnement émis et recueilli sous forme de chaleur, Marie CURIE
s’interrogea avec d’autres sur l’origine de cette énergie. Elle se demanda même si
le phénomène de radioactivité ne violait pas la conservation de l’énergie, qui était
déjà érigée en dogme. Ces doutes étaient légitimes car les énergies en jeu étaient
incomparablement supérieures à celles que l’on connaissait jusque-là, et leur production semblait ne pas décroître au cours du temps. Le problème fut résolu par
RUTHERFORD et SODDY avec la découverte des mécanismes de la radioactivité et
celle des temps de vie, en relation avec des mesures calorimétriques.
L’observation de trois types de rayonnement, α, β et γ, puis l’analyse des rayons
cosmiques et surtout le développement des accélérateurs ont progressivement
conduit à l’élaboration de la théorie des particules élémentaires et de leurs interactions. Au cours du dernier demi-siècle, cette étude de la matière à des échelles
infra-nucléaires a permis de distinguer quatre interactions élémentaires. Cette
classification microscopique se reflète à notre échelle par des propriétés fort différentes. Elle présente, comme on l’a vu, une importance capitale pour la compréhension des problèmes énergétiques.