L'un des concepts les moins bien compris et les plus subtils en physique est l'ÉNERGIE. La confusion entourant cette notion est attribuable à plusieurs fausses croyances. Pour bien comprendre ce qu'est l'énergie, il est utile d'aborder certains faits importants connus à ce propos et de voir ensuite quelques-unes des conséquences qui en découlent.
La richesse est à l'économie ce que l'énergie est au monde naturel.
Par exemple, la richesse peut prendre diverses formes. Elle peut se manifester par des voitures, des bijoux, des immeubles, de l'argent en banque ou des gains possibles. Rien, dans le monde de l'économie, ne peut se produire sans qu'il n'y ait transfert d'argent (un transfert de richesse). La monnaie d'échange du monde de l'économie est le dollar.
De la même façon, l'énergie peut se présenter sous diverses formes. Il peut s'agir d'énergie cinétique (la chaleur et le mouvement), d'énergie gravitationnelle ou chimique potentielle, et même de masse. Rien ne peut se modifier dans l'Univers sans transfert d'énergie. La monnaie d'échange dans le monde naturel est le joule.
Un autre parallèle important, mais subtil, peut être établi entre la richesse et l'énergie chaque fois qu'un événement se produit, tel que l'achat d'un véhiculet. On ne voit pas réellement le transfert d'argent qui s'effectue; on suppose simplement qu'il a eu lieu en raison des effets constatés : voir le propriétaire sortir de la cour du concessionnaire au volant de son nouveau véhicule. De la même façon, lorsqu'un bol de soupe refroidit sur le comptoir, on ne voit pas les joules qui se libèrent dans l'air ambiant, mais on suppose que c'est le phénomène qui se produit lorsque lorsqu''on constate les effets (la soupe est plus froide et l'air au-dessus du bol est plus chaud).
En 1905, Albert Einstein a fait une découverte remarquable. À la suite d'une étude théorique, il a été en mesure de démontrer que la masse était une forme d'énergie très compacte (quoique très différente). Il a prédit que si la matière était convertie en énergie, la quantité d'énergie relâchée serait énorme.
Il a, en effet, démontré que la relation entre la matière et l'énergie pouvait être décrite dans l'équation suivante :
E = mc2
E équivaut à l'énergie libérée (en joules) lorsque m kilogrammes de matière sont convertis en énergie. c représente la vitesse de la lumière dans un vide, notamment 3 x 108 m/s; par conséquent, c2 équivaut à 9 x 1016, soit 9 suivi de 16 zéros, ou 90 000 000 000 000 000.
Voilà une découverte étonnante ! La majeure partie de l'énergie présente dans l'Univers existe sous quelques formes bien connues. Les principales sources d'énergie se trouvent dans la matière (les étoiles et les galaxies, etc. E = mc2) et l'énergie cinétique (1/2 mv2... l'expansion de l'Univers avec l'énergie due à la vitesse v d'une masse m). On peut, en principe, obtenir un travail de ces objets; par conséquent, on la définit mathématiquement comme de l'énergie positive.
La deuxième source d'énergie provient de l'énergie gravitationnelle potentielle. Comme nous devons induire un travail dans les objes pour produire l'énergie gravitationnelle potentielle, celle-ci est considérée, d'un point de vue mathématique, comme de l'énergie négative.
Finalement, une récente découverte a révélé une forme d'énergie exotique qui semble être à l'origine de l'accélération de l'expansion de l'Univers. Cette « énergie sombre » semble dominer l'Univers. Elle est extrêmement faible et diffuse. On ne peut probablement pas la détecter avec des accélérateurs gigantesques. On ne peut pas la détecter dans les galaxies, ni même dans les amas galactiques. Elle peut seulement être perçue sur l'échelle de l'Univers même... et pourtant, cette « énergie sombre » compte pour les deux tiers de la composition de l'Univers.