E =m c2 inscrit sur un gratte-ciel

On pouvait lire E=m c² sur le gratte-ciel Taipei 101 en Taiwan en 2005, année de la Physique:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Que signifie cette  égalité?                                     

 

L'équivalence entre masse et énergie

C'est en 1905 qu'Einstein a montré dans sa théorie de la relativité restreinte l'équivalence entre masse et énergie: toute particule de masse m possède une énergie égale à mc², c étant la vitesse de la lumière dans le vide. Cette énergie est E =mc².

Cette formule a révolutionné la physique, et la compréhension de l'Univers.

Voici quelques exemples de conversion de la masse en énergie.

 

La fusion de deux trous noirs

Il y a 1,3 milliards d'années, un trou noir (cet ogre d'étoiles!) de 29 masses solaires (cela signifie que la masse du trou noir est 29 fois la masse du Soleil) a fusionné avec un autre trou noir de 36 masses solaires pour donner un trou noir de 62 masses solaires. 

29 + 36 = 65. Où sont passées les 65- 62= 3 masses solaires? Elles se sont transformées en une énergie E =mc²  qui s'est propagée dans l'Univers sous forme d'ondes gravitationnelles. Ce fut un cataclysme cosmique!

 

La fusion nucléaire

Au coeur des étoiles, des noyaux d'hydrogène fusionnent pour donner des noyaux d'hélium. La masse totale des noyaux d'hélium est inférieure à celle des noyaux d'hydrogène en fusion, la différence de masse m s'est transformée en une énergie E =mc².

Il en est ainsi en particulier pour notre étoile, le Soleil. Chaque seconde, le Soleil consomme 700 millions de tonnes d'hydrogène qui fusionnent pour donner 695 millions de tonnes d'hélium. La différence, soit 5 millions de tonnes, a été convertie en une énergie qui nous chauffe et nous éclaire gratuitement!

La bombe H

Hélas, la fusion nucléaire n'est pas toujours bienfaisante.

La fusion de deux noyaux d'isotopes de l'hydrogène, le deutérium et le tritium, à très haute température,  donne un noyau d'hélium . La masse perdue dans cette fusion est convertie en une énergie énorme. C'est l'énergie de la bombe atomique H.
Fort heureusement la bombe H n'a jamais été utilisée dans une guerre pour détruire une population mais seulement à titre expérimental, explosant dans l'Océan Pacifique ou dans le désert, et provoquée par certains pays voulant montrer leur force, leurs "biceps" : les États - Unis, la Russie, le Royaume-Uni, la Chine et la France.

Le projet ITER
Comment maîtriser, contrôler, entretenir la fusion nucléaire précédente sans en faire une bombe? C'est le projet ITER (initiales de International Thermonuclear Experimental Reactor) dont le but est de construire un réacteur à fusion nucléaire.
Après des années d'interminables négociations, un accord international a été conclu pour réaliser finalement ce projet ITER à Cadarache en France.