Obtenant la citoyenneté suisse, il s’installe à Berne où il trouve un emploi à l’Office fédéral des brevets et épouse son ancienne camarade du Polytechnicum, Mileva Maric. Il restera à Berne jusqu’à la reconnaissance de ses premiers travaux en 1909, après un doctorat et une habilitation. Professeur d’abord à l’Université de Zurich, puis à Prague et Berlin, il acquiert la célébrité le 9 novembre 1919 à Londres, lorsque l’astronome anglais Arthur Eddington fait la preuve de sa théorie de la relativité, à l’occasion d’une éclipse solaire. Ses grandes découvertes remontent toutefois à 1905, une année qualifiée par la science d’« annus mirabilis ». Alors qu’il est domicilié à la Kramgasse 49, à Berne, le jeune fonctionnaire - et jeune papa, mais la vie de famille n’est pas son fort - publie successivement plusieurs études révolutionnaires pour la physique et la cosmologie.
Il établit d’abord la nature corpusculaire de la lumière, énonçant que la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme un flux de particules. Les fameux photons, ou grains de lumière, sont nés ! Cette découverte lui vaudra le Prix Nobel de physique en 1921.
Ensuite, Einstein confirme l’existence, jusque-là hypothétique, des atomes et des molécules, en se basant sur l’étude des mouvements browniens, ces mouvements désordonnés de particules microscopiques dans un liquide que l’on peut observer, par exemple, en faisant bouillir une casserole d’eau.

 

Surtout, le génial Albert révolutionne la traditionnelle physique de Newton en formulant sa théorie de la relativité. Cette théorie répondait à un problème majeur soulevé à l’époque.
C’est l’histoire du passager qui se déplace à 3 km/h dans un train en marche à 100 km/h. Pour l’observateur extérieur, les vitesses s’additionnent : le voyageur avance à 103 km/h s’il marche dans le sens du train. Par contre, si le passager tient une lampe de poche à la main, se pose alors la question de la vitesse de la lumière. En effet, elle est censée rester constante à 300 000 kilomètres par seconde, quel que soit le point de vue, de l’intérieur ou de l’extérieur du train.
Einstein propose une solution explosive : Si la vitesse de la lumière ne peut pas varier, c’est alors la distance ou le temps qui doit changer en fonction de l’observateur, pour respecter l’équation vitesse=km/h. L’espace et le temps doivent être élastiques !

 

En septembre de la même année, Einstein lance un dernier pavé dans la mare, en énonçant, dans un modeste article de trois pages, la formule d’équivalence entre l’énergie et la masse E=mc2 (où « c » est la vitesse de la lumière). Il démontre alors que, dans certaines conditions, les particules de matière s’évanouissent en lumière et qu’à l’inverse, la lumière peut se faire matière.

Cette célèbre équation aura des implications insoupçonnées dans la physique nucléaire et la mécanique céleste. On n’en déduira pas pour autant qu’Einstein est le père de la bombe atomique, comme on l’a parfois entendu. Pacifiste engagé, il n’a jamais touché à l’uranium. Sa seule contribution à l’arme atomique, qu’il s’est d’ailleurs reprochée après la guerre, c’est d’avoir écrit au président américain Roosevelt pour l’encourager à développer la bombe contre les nazis, soupçonnés d’y travailler aussi.

 

La théorie de la relativité d’Einstein a eu des répercussions énormes sur notre vision de l’univers. Toute chose y est désormais repérée dans quatre dimensions indissociables : les trois dimensions spatiales et la dimension temporelle. Elle a révélé une structure de l’univers courbe, avec des étoiles déformant l’espace-temps par leur masse, comme des oranges qui s’enfonceraient dans un duvet, et avec des trous noirs creusant des puits profonds.

La théorie d’Einstein, même si lui-même ne l’a pas perçue, a aussi permis d’expliquer l’expansion de l’univers. En outre, c’est encore elle qui a rendu possible le système de positionnement GPS, permettant aux alpinistes de s’orienter dans la tempête et aux automobilistes de trouver rapidement leur destination.

 

Reste que la théorie de la relativité, bien que largement acceptée, n’est toujours pas définitivement prouvée. Diverses expériences sont actuellement en cours. Cette année, à Cascina près de Pise, le détecteur géant européen Virgo tentera de débusquer les mystérieuses ondes gravitationnelles qui se propagent dans l’espace-temps. Et l’an prochain, la sonde américaine Gravity Probe B, lancée en avril 2004, devrait établir si une masse telle que notre planète peut vraiment déformer la structure de l’espace.

Reste aussi la gênante incompatibilité entre la relativité générale et la mécanique quantique, qui régit l’infiniment petit. Les scientifiques, soucieux d’offrir une vision cohérente du monde, rêvent d’une théorie globale, pour harmoniser l’ensemble de la physique. Pour cela, d’autres Einstein seront bien nécessaires. Lui, avait son idée : « Si les faits ne correspondent pas à la théorie, changez les faits ! » PFY