Le Ciel de Berne la Nuit où Einstein Changea l'Univers
Le 30 juin 1905, dans un modeste appartement de Berne, un employé de l'Office fédéral des brevets âgé de vingt-six ans acheva de rédiger un article de trente et une pages qui allait démolir les fondements de la physique newtonienne. Albert Einstein soumit « Sur l'électrodynamique des corps en mouvement » à la revue Annalen der Physik. Cette carte du ciel capture la voûte étoilée au-dessus de Berne ce soir-là — les mêmes étoiles dont la lumière, Einstein venait de le démontrer, voyageait à une vitesse absolue et invariable.
Contexte historique
L'année 1905 est connue dans l'histoire des sciences comme l'« Annus Mirabilis » — l'année miraculeuse. En l'espace de quelques mois, un inconnu de vingt-six ans, employé de troisième classe à l'Office fédéral de la propriété intellectuelle de Berne, publia quatre articles scientifiques qui, chacun à sa manière, révolutionnèrent notre compréhension de l'univers. Le troisième de ces articles, soumis le 30 juin 1905, portait un titre anodin : « Sur l'électrodynamique des corps en mouvement ». Il contenait la théorie de la relativité restreinte.
Albert Einstein n'était pas professeur. Il n'avait pas de laboratoire. Il n'avait aucune affiliation universitaire prestigieuse. Après avoir obtenu son diplôme de l'École polytechnique fédérale de Zurich en 1900, il avait passé deux années difficiles à chercher un poste d'assistant, essuyant refus sur refus. C'est par l'entremise d'un ami, Marcel Grossmann, qu'il avait fini par décrocher ce modeste emploi de fonctionnaire à Berne en 1902. Son travail consistait à examiner des demandes de brevets — souvent liées à des dispositifs électriques et à la synchronisation d'horloges.
C'est peut-être cette immersion quotidienne dans les questions pratiques de synchronisation temporelle qui nourrit ses réflexions les plus profondes. Car la relativité restreinte est, dans son essence, une théorie du temps. Einstein réalisa que si la vitesse de la lumière est constante pour tous les observateurs — comme les expériences de l'époque le suggéraient — alors le temps lui-même devait être relatif. Deux horloges en mouvement l'une par rapport à l'autre ne battent pas au même rythme. La simultanéité est une illusion. L'espace et le temps ne sont pas des cadres rigides et absolus, comme Newton l'avait postulé, mais un tissu souple et entrelacé : l'espace-temps.
Le 30 juin 1905, par une chaude soirée d'été bernoise, Einstein acheva son manuscrit. On imagine le jeune homme, moustache naissante et cheveux encore disciplinés, posant sa plume dans l'appartement de la Kramgasse 49, au deuxième étage. Sa femme Mileva veillait sans doute sur leur fils Hans Albert, âgé d'un an. Par la fenêtre, les toits de la vieille ville de Berne se découpaient contre le ciel crépusculaire.
Quel spectacle céleste s'offrait au-dessus de Berne ce soir-là ? Le soleil d'été se couchait tard dans les Alpes bernoises, baignant les arcades médiévales de la ville d'une lumière dorée et rasante. Quand l'obscurité s'installa enfin, le ciel d'été suisse se déploya dans toute sa splendeur. La Voie lactée s'étirait en une arche lumineuse du nord-est au sud-ouest, traversant le zénith avec une clarté remarquable grâce à l'air pur des Alpes.
La constellation du Scorpion dominait l'horizon sud, avec Antarès, son cœur rouge sang, pulsant doucement. Au-dessus du Scorpion, le Sagittaire pointait sa flèche vers le centre de la galaxie — ce noyau mystérieux de la Voie lactée dont la nature ne serait comprise que des décennies plus tard. Véga, dans la constellation de la Lyre, brillait d'un éclat bleu-blanc presque directement au zénith, dominant le « Triangle d'été » avec Deneb dans le Cygne et Altaïr dans l'Aigle. Arcturus, l'étoile orange du Bouvier, descendait lentement vers l'horizon occidental.
L'ironie cosmique est saisissante : Einstein, en ce moment précis, venait de démontrer que la lumière de ces étoiles ne se comportait pas comme quiconque l'avait imaginé. La lumière d'Arcturus, voyageant à 299 792 kilomètres par seconde, mettait environ 37 ans pour atteindre la rétine d'Einstein. Celle de Véga, 25 ans. Celle d'Antarès, 550 ans. Et cette lumière, quelle que soit la vitesse à laquelle un observateur se déplacerait à sa rencontre, arriverait toujours exactement à la même vitesse. Ce postulat, si simple dans son énoncé, si vertigineux dans ses conséquences, impliquait que le temps ralentit quand on accélère, que les masses augmentent avec la vitesse, et que l'énergie et la masse sont interchangeables — E=mc².
Cette dernière équation, la plus célèbre de l'histoire des sciences, apparut quelques mois plus tard dans un court addendum publié en septembre 1905. Cinq symboles. Trois lettres. L'équivalence entre matière et énergie. Dans cette formule tenait le secret du soleil — la fusion nucléaire qui fait brûler les étoiles depuis des milliards d'années. Dans cette formule tenait aussi, hélas, le principe de la bombe atomique qui dévasterait Hiroshima quarante ans plus tard.
Einstein ne reçut aucune réaction immédiate à son article. Le monde scientifique mit des années à comprendre la portée de ce qu'il avait écrit. Max Planck, à Berlin, fut l'un des premiers à saisir l'importance du travail. Mais pour la plupart des physiciens de 1905, l'article d'un obscur fonctionnaire suisse examinant des brevets ne méritait pas qu'on y prête attention.
Pourtant, sous le ciel étoilé de Berne, cette nuit de juin 1905, la physique venait de changer pour toujours. Les étoiles qu'Einstein contemplait depuis sa fenêtre ne seraient plus jamais les mêmes — non pas parce qu'elles avaient changé, mais parce que l'humanité, grâce à un employé de bureau insomniaque et visionnaire, venait enfin de comprendre ce qu'elles étaient vraiment : des fournaises nucléaires dont la lumière traversait un espace-temps malléable, courbé par la gravité, où le temps n'était qu'une dimension parmi d'autres dans un univers bien plus étrange et merveilleux que tout ce que Newton avait imaginé.