Relativité générale

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Stephen William Hawking, né le 8 janvier 1942 à Oxford, est un physicien théoricien et cosmologiste britannique bien connu pour ses travaux sur les trous noirs, la cosmologie quantique et ses livres de vulgarisation sur les mêmes sujets. C’est son best-seller Une brève histoire du temps (A Brief History of Time), qui est resté sur la liste des records des meilleures ventes du Sunday Times pendant 237 semaines consécutives, qui l’a fait connaître du grand public. La renommée médiatique de Hawking vient aussi du fait qu’il a accompli ses travaux alors qu’il souffre d’une dystrophie neuromusculaire attribuée à une sclérose latérale amyotrophique (SLA). Cette terrible maladie, appelée familièrement aux États-Unis la maladie de Lou Gehrig et en France la maladie de Charcot, qui conduit à une paralysie complète et à la mort en quelques années en général, s’est déclaré chez lui peu de temps après ses 20 ans. Une vidéo mise en ligne par l'université de Cambridge en l'honneur de Stephen Hawking. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cambridge University Des singularités en cosmologie au rayonnement des trous noirs Il était alors étudiant à Cambridge, où il avait l’intention d’approfondir la cosmologie avec Fred Hoyle, l’un des plus importants astrophysiciens des années 1950 et 1960 et coauteur du modèle standard en cosmologie de l’époque, avec un univers en expansion éternel et infini. À son grand désespoir (mais ce fut en réalité une chance comme Hawking le comprit rétrospectivement), il se vit attribuer comme directeur de thèse William Dennis Sciama, assez peu connu à ce moment-là. Stimulé par sa rencontre et son mariage avec Jane Wilde en 1965, et parce que sa maladie progressait moins vite que prévu, Hawking finira son doctorat en publiant à partir de 1966 des articles retentissants sur l’occurrence des singularités en cosmologie relativiste. Il y reprenait les méthodes géométriques du grand mathématicien Roger Penrose, que celui-ci avait utilisées initialement pour démontrer l’existence d’une singularité lors de la formation d’un trou noir en relativité générale classique. Les travaux de Hawking arrivaient au moment où les découvertes des quasars et surtout du rayonnement fossile par Penzias et Wilson en 1965 venaient de réfuter la théorie de la cosmologie stationnaire de Hoyle, Hermann Bondi et Thomas Gold. La théorie du Big Bang de Georges Lemaître, Georges Gamow et Ralph Alpher allait enfin être prise au sérieux. En utilisant les méthodes mathématiques de Penrose et en comprenant l’importance des idées de John Wheeler sur les trous noirs, les trous de vers et la cosmologie quantique, Hawking va marquer profondément la physique théorique et la cosmologie pendant les années 1970 et 1980. Influencé par les travaux de Bekenstein, Zel’dovich, Starobinsky et Linde, il se fera un nom en découvrant le rayonnement des trous noirs en 1974 et en développant plusieurs aspects importants de la théorie de l’inflation pendant les années 1980. Tous ces travaux le conduiront à développer un modèle cosmologique fascinant en 1983, universellement connu aujourd’hui sous le nom de modèle de Hartle-Hawking. Reprenant la méthode de calcul en théorie quantique dite de l’intégrale de chemin de Feynman, dont il avait pu constater l’efficacité dans ses recherches sur l’entropie et le rayonnement des trous noirs, Hawking proposait avec Hartle un modèle cosmologique fini dans l’espace et caractérisé par l’apparition du temps imaginaire au moment où l’univers était dominé par les effets de la gravitation quantique, c’est-à-dire avant le temps de Planck. De l’entropie des trous noirs au boson de Higgs On mesure toute la détermination et les capacités intellectuelles de Stephen Hawking quand on sait que ces travaux furent réalisés en 1974, alors qu’en raison de la paralysie causée par la SLA, il était devenu incapable de se nourrir ou de sortir de son lit par lui-même et que son état n’allait cesser de s’aggraver. Son élocution, déjà fortement altérée par sa maladie, de sorte que seules les personnes le connaissant bien pouvaient encore le comprendre, laissa la place à une incapacité totale de parler en 1985. Il avait alors contracté une pneumonie, et les médecins avaient dû lui faire subir une trachéotomie pour sauver sa vie. Depuis la fin des années 1980, il doit utiliser un ordinateur pour parler. À la fin des années 1990 et au début des années 2000, Hawking est devenu un partisan convaincu de la théorie des supercordes, et notamment de la théorie M, parce qu’elle permet de mieux comprendre l’origine de l’entropie des trous noirs. Il publiera d’ailleurs un nouveau livre de vulgarisation sur ces sujets en 2001, L’univers dans une coquille de noix. Le livre vulgarise des théories comme la supergravité, la supersymétrie et la théorie quantique à la base de la théorie M, l’holographie et la dualité des p-branes contenues dans la théorie des supercordes et leurs implications sur les trous noirs et l’existence d’univers multiples. Sur le plan scientifique, la théorie M a convaincu Hawking qu’il avait perdu son pari sur le célèbre et profond paradoxe de l’information apparaissant avec les trous noirs et qu’il avait été le premier à signaler. Il a concédé en 2004 à John Preskill que l’information n’était pas détruite dans les trous noirs. En 2012, il a aussi concédé à Gordon Kane que le boson de Higgs existait bel et bien. Stephen Hawking en visite voilà quelques années au LHC. L’accélérateur lui a fait perdre 100 dollars à la suite d’un pari sur la découverte d’une nouvelle particule avec le LHC. © Cern Une carrière saluée par de nombreuses distinctions En 2009, Hawking a quitté la prestigieuse Lucasian Chair of Mathematics à l’université de Cambridge, comme il était prévu à cause de la limite d’âge. Elle a été occupée par de grands noms de la physique, parmi lesquels ceux dont les théories ont bouleversé profondément notre vision du monde : Isaac Newton et Paul Dirac. Actuellement, c’est Michael Green qui en est le titulaire. Titulaire de nombreuses récompenses, Stephen Hawking n’a cependant pas reçu de prix Nobel, possiblement parce que ses travaux sont trop théoriques. Mais il aurait logiquement pu recevoir le prix Nobel de physique si l’on avait détecté des trous noirs en train de s’évaporer, par exemple au LHC. Toutefois, il a reçu trois millions de dollars en 2012 en tant que lauréat du prix spécial de la Fundamental Physics Prize Foundation. Un de ses plus grands rêves était de faire un vol dans l’espace, alors qu’il a déjà effectué un vol en apesanteur en 2007 grâce à la société Zero-G, fondée par Peter Diamandis. Très impliqué dans les médias, il a fortement participé à la communication des sciences au public. Une médaille Stephen Hawking pour la communication scientifique a été créée en 2016 pour saluer les contributions de ce type. L’astéroïde (7672) a également été nommé en son honneur. Par ailleurs, ces dernières années, il alertait le monde contre le changement climatique. Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018, à Cambridge, au Royaume-Uni, à l’âge de 76 ans. Un film biographique sorti en 2014, intitulé Une merveilleuse histoire du temps, retrace la vie de ce grand physicien.

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Trou noir

Stephen Hawking

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• 08/01/2022

Georges Lemaître est né le 17 juillet 1894 à Charleroi, en Belgique. Les mathématiques, la physique et la cosmologie sont les matières qu'il affectionne le plus au cours de ses brillantes études au collège des jésuites de Charleroi puis à l'Université Catholique de Louvain. Il est accepté en 1923 à l'université de Cambridge comme étudiant-chercheur, suite à la rédaction d'un mémoire sur La Physique d'Einstein. Il est ordonné prêtre la même année. Lemaître parviendra toujours à concilier ses aspirations scientifiques et religieuses. Pour lui le commencement de l'Univers et son explication physique et mathématique ne sont pas incompatibles avec l'idée philosophique de création de l'Univers. Travaillant aux côtés de l'astronome A. Eddington, Lemaître s'intéresse beaucoup à la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. S'appuyant sur les travaux du savant russe A. Friedmann, Lemaître propose en 1927 le modèle d'un Univers en expansion. C'est une idée révolutionnaire pour l'époque : alors que tout le monde, Einstein compris, imagine un Univers statique, Lemaître le conçoit avec un commencement (une explosion initiale qui s'appellera bientôt le Big Bang), une évolution et peut-être une fin. En 1929 l'astronome E. Hubble confirmera les théories de Lemaître en découvrant par l'observation l'éloignement des galaxies au sein d'un Univers en expansion. G. Lemaître (à gauche) rencontra Einstein à plusieurs reprises. Crédit Royal Astronomical Society A la même époque Lemaître émet une nouvelle hypothèse : dans sa théorie de l'atome primitif, destinée à expliquer le commencement de l'Univers, il soupçonne que les évènements qui se sont produits au moment de la naissance de l'Univers ont laissé une trace sous forme d'un rayonnement cosmique. Ce fond diffus cosmologique sera découvert fortuitement en 1965. A partir de l'entre deux guerres le cosmologiste belge obtient une reconnaissance internationale pour ses recherches. Il rencontre à plusieurs reprises Einstein et on l'invite dans les plus grandes universités. Amené à utiliser des machines à calculer, il en apprend la programmation. Il se spécialise également dans l'étude de la formation des nébuleuses. Atteint d'une leucémie, il meurt le 20 juin 1966. Quelques mois plus tôt, on lui avait annoncé la découverte du rayonnement fossile (par Penzias et Wilson) qu'il avait imaginé dans les années 30. Un cratère lunaire et un astéroïde portent son nom. Avec A. Friedmann, G. Lemaître fut le premier à imaginer un Univers en expansion. Crédit Nasa/Hubble Heritage

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Georges Lemaître

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• 17/07/2019

Weyl est né le 9 novembre 1885 à Elmshorn (Allemagne). De 1904 à 1908 il a étudié à Göttingen et à Munich, principalement intéressé par les mathématiques et la physique, obtenant un doctorat en mathématique à Göttingen sous la direction de Hilbert et Minkowski. Une partie importante de sa carrière se déroula ensuite à l'École polytechnique fédérale de Zurich en Suisse, ce qui lui donna l’occasion de rencontrer et d’interagir avec des physiciens théoriciens du calibre d’Einstein, Pauli et Schrödinger. De gauche à droite à l'IAS : Howard Percy Robertson ; Eugene P. Wigner ; Hermann Weyl ; Isidor Isaac Rabi ; Albert Einstein ; Rudolf Walter Ladenburg ; J. Robert Oppenheimer. © 2012 Institute for Advanced Study, Einstein Drive, Princeton, New Jersey 08540 USA Plus tard, quittant l’Allemagne en 1933 à cause de la montée du national-socialisme (sa femme, Hella, étant juive) alors qu’il avait succédé à Hilbert à Göttingen en 1930, il s’établit à Princeton où un poste de professeur permanent lui fut attribué au célèbre l'Institute for Advanced Study (IAS). Ses collègues ne furent alors rien de moins qu’Einstein, Von Neumann et Gödel. Weyl resta à l’IAS jusqu’à sa retraite en 1951. Au cours de cette période, ses travaux de recherches furent très diversifiés, allant de la théorie des représentations des groupes topologiques jusqu’à la théorie des nombres algébriques auxquels on peut ajouter des cours sur les équations intégrales, en hydrodynamique, en théorie des fonctions. On lui doit à la fin de cette période un excellent petit livre de vulgarisation sur le concept de groupe (Symétrie et mathématique moderne) et ses connexions avec la notion de symétrie dans les sciences de la nature, que ce soit la cristallographie, la biologie ou la théorie de la relativité ou même le domaine artistique. Revenu par la suite à Zurich, il y décéda le 8 décembre 1955. Influence de Weyl sur les sciences Hermann Weyl était un des plus brillants mathématiciens du XXe siècle. Le plus doué des élèves de Hilbert, il était aussi universel que son maître et ses travaux portent sur toute l’étendue des mathématiques même si c’est surtout en topologie, géométrie différentielle et théorie des groupes qu’il a laissé un héritage scientifique important. Comme Hilbert et Poincaré, sa maîtrise des mathématiques se doublait d’un intérêt profond pour la physique théorique à laquelle il contribua aussi bien en relativité générale qu’en mécanique quantique. C’est Weyl qui signala à Schrödinger une technique mathématique pour résoudre son équation quand celui-ci en fit la découverte. Aujourd’hui encore, la consultation de ses deux ouvrages Temps, espace, matière ; leçons sur la théorie de la relativité générale et Théorie des groupes et mécanique quantique sont des lectures recommandées. Surtout, emboîtant le pas à Einstein pour l’élaboration d’une théorie unifiée de la gravitation et de l’électromagnétisme, il prit conscience de l’importance du concept d’invariance de jauge. Bien qu’initialement ce ne fut que dans le cadre d’une généralisation classique des équations de la relativité générale, il transposa le concept en mécanique quantique ouvrant la voie aux théories de Yang-Mills, les théories de jauge modernes à la base du modèle standard des particules élémentaires. Issu de la tradition universitaire allemande du XIXe siècle qui ne séparait pas la philosophie et les sciences, Weyl ne cessa de s’intéresser à la philosophie, notamment à travers la logique, l'histoire et les fondements des mathématiques. En porte témoignage son ouvrage Philosophie des mathématiques et des Sciences Naturelles dont la lecture est source d’un enrichissement continuel encore aujourd’hui selon les mots du prix Nobel de physique Franck Wilczek. Weyl est connu comme l’un des rares mathématiciens intuitionnistes au XXe siècle, son célèbre ouvrage sur le continu en mathématique en porte la trace. Pour en savoir plus : Hermann Weyl, itinéraire d’un parcours scientifique et intellectuel ;Hermann Klaus Hugo Weyl.

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Hermann Weyl

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• 22/04/2012

Wolfgang Pauli était un des plus grands physiciens théoriciens du XXe siècle à qui l’on doit des contributions fondamentales en physique quantique, notamment avec la théorie quantique des champs décrivant les particules élémentaires. Il était né en 1900 à Vienne d’un père médecin et professeur de chimie à l’université et d’une mère journaliste. Enfant surdoué, il bénéficia en plus de cours particuliers en mathématique et en physique de sorte qu’il décrocha non seulement son doctorat en physique théorique à l’âge de 21 ans mais rédigea simultanément un traité sur la théorie de la relativité qui stupéfia Albert Einstein et Herman Weyl, les deux meilleurs experts de la théorie à cette époque. Élève de Sommerfeld, tout comme Werner Heisenberg, il se pencha en compagnie de ce dernier sur les mystères de la théorie quantique. Il y apporta des contributions décisives, par exemple en trouvant le moyen de décrire le spin de l’électron au moyen des désormais célèbres matrices de Pauli. Auparavant, il avait découvert une propriété importante des particules douées de spin demi-entier, le fameux principe d’exclusion de Pauli. Avec Heisenberg, il a donné la première formulation de la théorie quantique des champs relativistes et plusieurs de ses caractéristiques, comme la connexion spin-statistique et le théorème CPT, qui portent son empreinte. Refusant l’apparente violation de la conservation de l’énergie dans certaines réactions de désintégration radioactive pendant les années 1930, il postula l’existence d’une particule inconnue à l’époque, sans masse et sans charge électrique. Sa prédiction fut confirmée en 1956 par la découverte du neutrino. De gauche à droite : Albert Einstein et Wolfgang Pauli en pleine réflexion, en 1926. © Cern Considéré par certains comme l’égal et même le supérieur d’Einstein, il s’opposa cependant à ce dernier quant à l’interprétation de la mécanique quantique, se ralliant à la théorie de la complémentarité de Niels Bohr et à la fameuse interprétation de Copenhague. Vers la fin de sa vie, après la seconde guerre mondiale et un séjour de quelques années aux États-Unis, il revient en Europe en devenant professeur à l’ETH de Zurich. Il consacra alors une partie de son temps à une théorie unifiée des interactions et revisita la théorie de Kaluza-Klein, suivant finalement les pas d’Einstein qui lui aussi travailla jusqu’à la fin de sa vie sur une théorie unitaire mais différente. Pauli était un homme complexe avec sa part d’ombre, comme le raconte Etienne Klein. Préoccupé depuis longtemps par la philosophie dont il avait une grande connaissance, il se tourna vers Carl Jung à la suite d’une dépression et entretient une longue amitié et correspondance avec le psychanalyste. Comme plusieurs physiciens théoriciens de premier calibre du début du XXe siècle, Pauli était fortement sensibilisé à des conceptions philosophiques proches de l’hindouisme et du néoplatonisme (on peut citer Schrödinger, Heisenberg et Oppenheimer). Pour ses travaux, il reçut le prix Nobel de Physique en 1945. Il est décédé en 1958. Exposition de l'ETH-Bibliothek à l'occasion du centenaire de la naissance de Wolfgang Pauli.

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Wolfgang Pauli

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• 04/01/2012

Née le 3 mai 1933 à New York aux USA, le prix Nobel Steven Weinberg est décédé à l’âge de 88 ans le 22 juillet 2021 à Austin (Texas). Pour le grand public, il est sans doute connu par son petit ouvrage du début des années 1970, le premier à vulgariser le tout jeune modèle standard à l’époque de la cosmologie du Big Bang : Les Trois Premières Minutes de l'Univers.Mais, pour les physiciens d’aujourd’hui, Steven Weinberg est l’un des trois architectes principaux de la théorie unifiée des forces nucléaires faibles et électromagnétiques, utilisant le mécanisme de Brout-Englert-Higgs et son boson éponyme, pour laquelle il recevra le prix Nobel de physique en 1979 avec Sheldon Glashow et Abdus Salam. La théorie électrofaible, comme on l’appelle maintenant, non seulement confortait la prédiction de l’existence du boson de Brout-Englert-Higgs (BEH) mais en prédisait trois autres, cousins du photon mais doués de masse en raison de l’existence du boson BEH, le boson Z neutre et les bosons W existant sous forme chargée.Weinberg et Salam avaient en fait complété en 1967 les idées avancées au début des années 1960 par Sheldon Glashow. Elles portaient déjà sur une unification de la lumière avec la force responsable de la radioactivité bêta, intervenant aussi bien dans les désintégrations radioactives chauffant la Terre que dans les réactions thermonucléaires du Soleil et la physique des neutrinos.Toutes les principales prédictions du modèle électrofaible dit de Glashow-Weinberg-Salam ont par la suite été vérifiées dans des expériences menées au Cern dont les plus emblématiques sont celles menées en 1983, prouvant l’existence des bosons Z et W, suivies bien sûr de celles du début des années 2010 avec le LHC qui ont confirmé l’existence du boson BEH.Weinberg nous parle de la trajectoire qui l'a amené à devenir un physicien. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © OnRampsUn théoricien des forces nucléaires et de la gravitation quantiqueOn a de la peine à le croire aujourd’hui mais dans le cas de Weinberg, son prix Nobel repose sur un court papier de quelques pages, peu prolixe en calculs, intitulé en anglais « A Model of Leptons ». Il avait alors 34 ans et comme la majorité des théoriciens des particules élémentaires à ce moment-là, il cherchait une description des forces nucléaires fortes entre hadrons.Le modèle de quarks constituant ces hadrons, comme les protons, les neutrons et les mésons pi, découvert en 1964 par Murray Gell-Mann, collègue de Richard Feynman à Caltech, et indépendamment par George Zweig, alors en poste au Cern, et tout jeune thésard de Gell-Mann, le prix Nobel de physique 1969, ne s’était pas encore imposé. La découverte par Harald Fritzsch et Murray Gell-Mann des équations de l’autre partie du Modèle standard de la physique des particules, la chromodynamique quantique (QCD ou Quantum Chromodynamics, en anglais) postulant l’existence d’autres cousins du photon, les gluons, était encore dans l’avenir.Weinberg scrutait donc les arcanes des hadrons et des forces collant neutrons et protons dans les noyaux en travaillant sur une hypothèse. Il fera plus tard la déclaration suivante à ce sujet : « J'ai soudain compris qu'il s'agissait d'une théorie parfaitement valable, mais que ce n'était pas à l'interaction que j'avais en tête qu'il fallait l'appliquer. En effet, ce n'était pas à l'interaction forte que la théorie pouvait servir, mais bien aux interactions faible et électromagnétique ».Steven Weinberg n’a pas travaillé que sur le monde des particules, on lui doit aussi des travaux dans le domaine de la cosmologie et de la relativité générale, notamment dans le mythique domaine de la gravitation quantique et en ce qui concerne l’énergie noire. Dès les années 1960, il a ajouté une pierre de plus à l’édifice déjà construit par Suraj N. Gupta dans les années 1950, puis par Richard Feynman, montrant qu’il était possible de déduire les équations de la théorie de la relativité générale d’Einstein à partir de la théorie quantique des champs et des principes de la théorie de la relativité restreinte.Vers le milieu des années 1960, Weinberg a ainsi découvert un théorème concernant en anglais ce que l’on appelle les « soft gravitons », c’est-à-dire les gravitons mous en français, et il a montré que l’on pouvait déduire le principe d’équivalence d’Einstein de la théorie quantique relativiste des champs. Rappelons que les gravitons sont les cousins des photons et que ces particules découlent de l’application de la théorie quantique au champ de gravitation. Bien que cette application ne soit pas sans problèmes graves, certains de ces calculs de gravitation quantique sont toutefois bien fondés et redonnent des résultats conformes aux expériences. Le « soft graviton theorem » de Weinberg est revenu sur le devant de la scène ces dernières années en contribuant à une piste prometteuse pour résoudre l’énigme du paradoxe de l’information avec les trous noirs quantiques de Hawking.Weinberg a également été l’un des premiers soutiens à la théorie de supercordes, sans doute l’approche la plus prometteuse pour pénétrer dans l’Univers de la gravitation quantique et décrire l’écume de l’espace-temps pour reprendre le titre de l’ouvrage de Jean-Pierre Luminet.Dans cette vidéo, Weinberg nous parle de la quête d'une théorie unifiée des lois de la physique fondamentale. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cosmology TodayUn grand enseignant et vulgarisateur de la physique moderneOn doit également à Weinberg des arguments laissant penser que la fameuse constante cosmologique introduite par Einstein pour construire le premier modèle cosmologique relativiste devait avoir une valeur faible et d’un certain ordre de grandeur au maximum selon des considérations liées au Principe anthropique faible, prédiction couronnée de succès par la découverte de l’expansion accélérée du cosmos observable à la fin des années 1990.Ces dernières années, Weinberg était toujours actif en publiant régulièrement sur arXiv des articles savants concernant la cosmologie. Il en a résulté un livre traitant justement de la cosmologie moderne et qui prolonge son célèbre traité introductif à la théorie de la relativité générale et l’astrophysique et la cosmologie relativiste qu’il a publié au début des années 1970 sous le titre Gravitation and Cosmology : Principles and Applications of the General Theory of Relativity. Weinberg était alors professeur au célèbre MIT où il donnait justement des cours sur ces sujets, cours qui vont décider de la carrière d’un autre futur prix Nobel de Physique alors en thèse au MIT, George Smoot.Ces dernières années aussi, Weinberg continuait de s’intéresser aux fondements de la mécanique quantique, qu’il ne trouvait pas satisfaisants comme Einstein avant lui ou un autre prix Nobel de physique, Roger Penrose. Il suivait les progrès du tout jeune domaine de l’information et des ordinateurs quantiques dont l’un des experts est son collègue et ami proche Scott Aaronson, qui lui rend d’ailleurs un hommage poignant sur son blog, ayant été en contact avec lui les derniers jours de sa vie.On peut voir la marque de cet intérêt dans son cours de mécanique quantique, un ouvrage un peu atypique qui n’en fait pas vraiment un cours de débutant mais au savoir néanmoins soigneusement distillé et qui peut servir de préambule au long et impressionnant traité de théorie quantique des champs que Weinberg a produit au cours des années 1990-2000.Comme cadeau final pour les étudiants et même pour les physiciens professionnels, Weinberg a également publié un cours d’astrophysique, bien que très calculatoire, et une sorte de résumé des fondements et de la structure de la physique moderne, des débuts de la physique atomique au XIXe siècle à la physique nucléaire en passant par la mécanique quantique, la relativité et finissant par la théorie quantique des champs. Foundation of Modern physics peut donc être considéré comme un préambule aux précédents ouvrages de Weinberg et un compendium de la formation générale de tout physicien avant d’aborder sérieusement la relativité générale et la théorie quantique des champs avancée. Signalons quelques-uns des autres livres à destination du grand public écrits par Steven Weinberg To Explain the World : The Discovery of Modern Science et Dreams Of A Final Theory: The Search for The Fundamental Laws of Nature.

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