Conférence du 6 juillet 2000 par Etienne Klein. Chacun comprend de quoi nous voulons parler lorsque nous prononçons le mot temps, mais personne ne sait vraiment quelle réalité se cache derrière lui. Si le mot est clair, la chose ne l'est pas, qui se perd dans les brumes dès qu'on tente de la saisir. Pourtant les sciences, en particulier la physique, interrogent sans relâche la nature et les propriétés du temps. Quel statut faut-il lui donner ? S'écoule-t-il de façon régulière ? Est-il réversible ? Comment est-il relié à l'espace ? Peut-on concilier temps physique et temps psychologique ? Nous verrons comment chacune des révolutions qui ont agité la physique a remis en cause notre représentation du temps et des liens qu'entretient ce dernier avec l'espace et la matière.
Mot(s) clés libre(s) : charge, épistémologie, espace, flèche du temps, interaction faible, matière, parité, philosophie des sciences, physique des particules, physique quantique, symétrie CPT, temps, théorie de la relativité

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Mot(s) clés libre(s) : boson, espace-temps, fermion, interaction fondamentale, matière noire, modèle standard, particule élémentaire, physique des particules, supersymétrie, symétrie, symétrie de jauge, théorie de la relativité, univers

après avoir discuté des fondements de la Théorie de la Relativité moderne, nous limitons nos considérations à un espace à une dimension spatiale. Un postulat implicite de la Physique classique est le suivant : la mesure de la longueur d’une règle, par repérage simultané de ses extrémités par rapport à un repère d’inertie, est indépendante de la vitesse de la règle par rapport à ce repère. Or l’unicité de la vitesse de la lumière dans le vide invalide ce postulat. Nous calculons comment varie la longueur apparente d’une règle mesurée par rapport à un repère d’inertie. Il en résulte que deux évènements peuvent être simultanés par rapport à un repère d’inertie et non par rapport à un autre. Cette proposition est logiquement équivalente à ce que le temps affecté à un événement ne puisse pas être universel, c’est-à-dire commun à tous les repères d’inertie, car sinon, s’il existait un temps universel t1 pour l’événement E1 et t2 pour l’événement E2 , il ne pourrait pas y avoir simultanéité des deux évènements (t1 = t2) par rapport à un repère d’inertie, et non simultanéité des deux évènements (t1 ≠ t2) par rapport à un autre repère d’inertie. D’autre part, un évènement est repéré par rapport à un repère d’inertie grâce à une coordonnée d’espace et une coordonnée de temps. Lorsque nous changeons de repère d’inertie, ces coordonnées sont transformées. Nous démontrons les formules de transformation à partir de l’expression rigoureuse de la longueur apparente d’une règle en mouvement.
Mot(s) clés libre(s) : Relativité, Relativité moderne, Théorie de la relativité

Dans cette conférence de clôture nous évoquerons les problèmes ouverts et les défis (observationnels et théoriques) de la relativité générale actuelle, en particulier celui de son unification avec un autre pilier de la physique du 20 ème siècle, la mécanique quantique.
Mot(s) clés libre(s) : théorie de la Relativité

La notion d'espace (intrinsèquement) courbe a mis beaucoup de temps avant de s'imposer. Pour la définir il convient de dépasser le premier modèle de géométrie systématiquement développée qu'est la géométrie d'Euclide. De ce point de vue, l'émergence au début du XIXe siècle des géométries non-euclidiennes a joué un rôle déterminant, qui a été encore amplifié par l'oeuvre révolutionnaire de Bernhard Riemann en 1854. Ce contexte mathématiquement riche sera complété par la reconnaissance par Albert Einstein qu'il pouvait servir de cadre à sa théorie de la Relativité Générale, qui identifie les effets gravitationnels à la courbure de l'espace. Le sujet n'a cessé de se développer tout au long du XXe siècle, avec notamment la recherche de conséquences sur la topologie globale de l'espace d'hypothèses sur la courbure vérifiée en chaque point sur la topologie globale de l'espace. A partir des années 1970 la considération systématique d'espaces moins réguliers a été un important moteur de la recherche, ce qui a permis l'émergence de modèles plus généraux, utilisés tant en informatique que dans l'étude de l'espace des couleurs, un sujet classique chez les mathématiciens mais peu connu du grand public. Le concept d'espace courbe a aussi fasciné certains artistes dont certaines oeuvres proposent des promenades dans les espaces courbes. inertes.
Mot(s) clés libre(s) : caractéristique d'Euler-Poincaré, courbure, espace courbe, espace multidimensionnel, Gauss, géométrie euclidienne, modèle géométrique, plan, tenseur de Riemann, théorie de la Relativité, topologie algébrique

Après avoir parcouru les diverses étapes de l'épineux chemin suivi par Einstein pour l'établissement de la théorie de la relativité générale, de 1907 à la fin de l'année 1915 (en pleine guerre, donc), je me propose de passer en revue l'histoire des trois "tests" observationnels (courbure des rayons de lumière au voisinage du Soleil, avance du périhélie de Mercure, décalage vers le rouge des raies spectrales), suggérés par Einstein lui-même comme étant susceptibles de mettre sa théorie à l'épreuve. Ce qui me conduira à réfléchir sur le rôle apparemment "second" (de simple vérification), rôle important mais non nécessaire, accordé par Einstein aux données "expérimentales", tout en soulignant le rôle, absolument nécessaire mais finalement assez peu important, accordé par lui aux développements mathématiques au sens technique du terme. Je terminerai en essayant de caractériser ce qui, pour Einstein en tout cas, fait que l'activité scientifique produit de la pensée.
Mot(s) clés libre(s) : relativité générale, histoire des sciences, épistémologie, théorie de la Relativité, Albert Einstein

Parce qu'il est universellement célèbre, tout le monde croit connaître Einstein. Les physiciens, à cet égard, ne font pas exception à la règle. On va répétant à l'envie les mêmes lieux communs sur l'effet qu'ont eu les découvertes d'Einstein sur le cours de la physique, sur la manière dont il est parvenu à établir sa théorie, ou plutôt ses théories. Pire : on continue à enseigner la physique d'avant Einstein, la physique “classique” comme s'il n'avait pas modifié le point de vue que les physiciens portent dans leur pratique quotidienne sur leur propre discipline. Dans cette conférence, je tenterai de replacer l'apport d'Einstein dans le contexte de la fin du dix-neuvième siècle — ce qui, inévitablement m'amènera à parler des contributions de Poincaré et Lorentz à la théorie dite de la relativité restreinte : Einstein n'est ni cet extra-terrestre venu révolutionner la physique presque malgré elle que l'on a trop souvent dépeint, ni cet imposteur que certains briseurs d'idoles aimeraient faire descendre de son piédestal usurpé. Je soutiendrai la thèse que c'est sur la question des “principes”, leur définition, leur nécessité et leur force de contrainte que, d'un point de vue épistémologique, l'intervention d'Einstein dans la physique s'est principalement fait sentir.
Mot(s) clés libre(s) : Einstein, épistémologie, histoire de la physique, Lorentz, mécanique statistique, Poincaré, théorie de la relativité

La cosmologie est une discipline scientifique très particulière puisqu'elle embrasse l'Univers dans son ensemble, à toutes échelles, depuis celle de la particule élémentaire jusqu'aux plus grandes structures. Les questions de cosmologie qui seront évoquées au cours de la conférence sont : - Quelles sont l'organisation et la géométrie de l'Univers ? A quelles lois est-il soumis ? - L'univers a-t-il une histoire ? Quel est son âge ? Peut-on prédire son évolution ultérieure ? - La théorie cosmologique du Big Bang a-t-elle des chances de conserver sa validité à court et à long terme ?
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, big bang, cosmologie, étoile, expansion de l'univers, galaxie, origines de l'univers, physique des particules, théorie de la relativité, univers, voie lactée