Supercordes et autres ficelles

samedi 28 avril 2012

N°80- SUPERCORDES ET AUTRES FICELLES ; Voyage au cœur de la physique

Carlos Calle - Dunod - 10/04 - 608 pages - Tout lecteur.

JPEG - 29.8 ko

RÉSUMÉ : Survol de la physique dans le domaine de la mécanique, de la structure de la matière, de la thermodynamique, de l’électromagnétisme, de l’optique ondulatoire et de la physique moderne, avec une connotation historique forte et accompagné d’exemples cueillis et illustrés dans notre quotidien.

MOTS CLÉ : principes, concepts, applications, historique.

L’AUTEUR : Carlos Calle est chercheur au centre Spatial Kennedy (NASA) spécialiste en physique nucléaire. (Traduction D.Lederer - Cl.Guthmann - Paris VII)

Imposant ouvrage dont la finalité est d’offrir un survol personnalisé des méthodes et des acquis de la physique à un public le plus large possible. Six chapitres pour traiter des notions fondamentales en physique telles l’énergie et sa conservation, les ondes et leur superposition, les interactions et leurs symétries, accompagnées d’applications illustrées appréciables touchant à notre quotidien.

On comprendra aisément que l’auteur ait limité son sujet. Dans la mise en forme des concepts fondamentaux, sa démarche insiste sur l’aspect pédagogique, historique et anecdotique, parfois mis à mal quand, par exemple il confie à Einstein la paternité du mot photon aux particules de lumière dès 1905 (crédit à accorder à Lewis en 1926) ou qu’il fait vivre Cl. Ptolémée (comme notre ex ministre Allègre) au second siècle avant J.C. En mécanique c’est Galilée qui déclenche l’aventure avec l’utilisation de la notion de vitesse moyenne, d’accélération et de composition de mouvements pour aboutir à l’équation horaire de la chute libre sans frottements. On appréciera cette démarche dans la présentation des lois de Newton où la loi en 1/r² est déduite, et généralisée, de la 3° loi empirique de Kepler. De même en relativité einsteinienne avec les contraction des longueurs et les dilations des durées. On regrettera parfois que l’auteur se soit attaché à des détails (par exemple le redressement de la tour de Pise ?) et en passant sous silence d’autres peut-être plus intéressants (contestation des expériences du haut de la tour où le rôle des frottements poussait trop dans le sens des anciennes idées).

Le volet thermodynamique (ch.3), outre les 3 principes survolés, insiste surtout sur la notion d’entropie essentiellement stockée dans le rayonnement des photons 400 millions de fois plus nombreux que les nucléons de matière et dont découle la flèche du temps. L’aspect statistique du second principe, la notion de temps de récurrence de Poincaré, et des systèmes sensibles aux conditions initiales de Prigogine si peu évoqués nous laissent un peu sur notre faim, d’autant que des notions plus classiques sur les gaz parfaits attribuent à Gay-Lussac (V/T= Cte à p= Cte) et à Charles (P/T= Cte à V= Cte) la paternité de la même loi.

L’électricité, électromagnétisme (ch.4) conduisant aux équations de Maxwell est certainement le point faible de l’ouvrage. L’auteur s’étend trop sur des notions de circuits électriques très classiques, en faisant appel à des analogies souvent décriées entre circulations d’eau et de charges électriques. Les ondes (ch.5) sont exposées aussi de façon très scolaire mais les applications proposées sont très instructives. On évoque le chaos et l’effet Doppler dans 2 situations différentes : l’observateur se déplace par rapport à la source et la réciproque. La paternité de l’expansion de l’univers est quand même à attribuer à Lemaître (1925) et non à Hubble (1927) !

Suivent les ondes lumineuses et l’optique dans le même état d’esprit avec la présentation de quelques dispositifs. La nature de la lumière, les ondes électromagnétiques et les spectres terminent élégamment la partie « physique classique » et fait un lien évident avec la « physique moderne » (ch.6) qui justifie le titre de l’ouvrage. A notre avis la meilleure et celle la plus riche en informations nous arrachant du cadre scolaire. Sont passées au crible de l’auteur (spécialiste en la matière), la théorie de la relativité, la théorie de la gravitation où certains calculs classiques sont proposés pour éclairer le débat, (On aurait bien aimé aussi voir évoquer le fameux paradoxe des jumeaux si souvent mal traité ou encore la concept si efficace de métrique dans laquelle le temps et l’espace sont si élégamment associés), la théorie atomique et la mécanique des quanta, la physique du noyau et les particules élémentaires pour nous offrir le bouquet final sur les théories de grandes unifications, les supersymétries et supercordes.

Signalons la présence d’un imposant glossaire et de nombreuses annexes (puissances de 10, liste des Nobel, chronologie où l’on retrouve Cl. Ptolémée en –II° !).

L’ouvrage (608 pages), même s’il propose d’intéressantes réflexions sur des phénomènes élémentaires, y aurait gagné certainement en développant moins certains points spécifiques à notre enseignement scolaire.

Jacques Cazenove



Agenda

<<

2021

 

<<

Avril

>>

Aujourd'hui

LuMaMeJeVeSaDi
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930