Article 1 : L'effet photoélectrique (mars 1905)
Einstein a montré que la lumière se présente sous forme de paquets discrets — les photons — ayant chacun une énergie proportionnelle à la fréquence (E = hν). Cela expliquait pourquoi les métaux éjectent des électrons lorsqu'ils sont frappés par une lumière supérieure à une fréquence seuil, quelle que soit son intensité. Cela confirmait l'hypothèse quantique de Planck et fondait l'optique quantique. Cet article, et non la relativité, a valu à Einstein le prix Nobel de physique en 1921.
Article 2 : Le mouvement brownien (mai 1905)
Einstein a calculé le mouvement aléatoire de particules en suspension dans un fluide (mouvement brownien) comme le résultat de collisions moléculaires, et a dérivé des prédictions mesurables : le déplacement carré moyen des particules est proportionnel au temps. La confirmation expérimentale de Perrin en 1908 a fourni la première preuve directe de l'existence physique des atomes, ce dont beaucoup de physiciens doutaient encore en 1905.
Article 3 : La relativité restreinte (juin 1905)
En partant de deux postulats — les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels inertiels, et la vitesse de la lumière est constante dans tous les référentiels — Einstein a dérivé la dilatation du temps, la contraction des longueurs et la relativité de la simultanéité. L'espace et le temps absolus de Newton ont été abolis. Cet article a été soumis sans une seule citation de résultats expérimentaux.
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Passer le test de QI →Article 4 : E = mc² (septembre 1905)
Un complément de trois pages à l'article sur la relativité a montré que la masse et l'énergie sont équivalentes : E = mc². Une petite masse peut libérer une énorme quantité d'énergie (c² = 9 × 10¹⁶ m²/s²). La fission et la fusion nucléaires libèrent de l'énergie par conversion de masse. L'équation ne prédisait pas seulement les armes nucléaires, elle révélait que toute matière est une forme d'énergie gelée.
Foire aux questions
Qu'est-ce qu'Einstein a publié durant son année miraculeuse de 1905 ?
En 1905, Einstein a publié quatre articles : (1) l'effet photoélectrique, expliquant la lumière comme étant des photons et fondant l'optique quantique ; (2) le mouvement brownien, prouvant l'existence physique des atomes ; (3) la relativité restreinte, abolissant l'espace et le temps absolus ; (4) E=mc², montrant que la masse et l'énergie sont équivalentes.
Quel prix Nobel Einstein a-t-il gagné et pour quoi ?
Einstein a remporté le prix Nobel de physique de 1921 pour la découverte de la loi de l'effet photoélectrique — et non pour la relativité. Le comité Nobel considérait la relativité comme trop controversée et spéculative en 1921 ; il a été récompensé pour l'explication photonique de l'effet photoélectrique, qui avait été confirmée expérimentalement.
Einstein était-il déjà célèbre lorsqu'il a publié ces articles ?
Non. En 1905, Einstein était un employé au bureau des brevets de 26 ans, titulaire d'un PhD mais sans poste universitaire. Il avait publié quelques articles mineurs. Les articles de 1905 ont été soumis à la revue Annalen der Physik, qui les a tous publiés. La reconnaissance est venue progressivement ; la relativité restreinte a été initialement ignorée par la plupart des physiciens et a mis des années à être acceptée.