Ex-C de vitesse

“Ne soyez pas si pressé de croire tout ce qu’on vous raconte… Si vous vous efforcez de tout croire… vous deviendrez incapable de croire les vérités les plus simples.”      Lewis Carroll

« By By Einstein » c’était le mot lâché par un (ou une) internaute en réagissant à l’info lancée il y a quelques jours par les physiciens des particules. Ce tweet (puisque c’est comme ça qu’il faut parler maintenant) m’a fait autant sourire qu’énerver. Sur le net, j’avais l’impression qu’A. Einstein agaçais les gens depuis bien longtemps. Comme si tout le monde attend avec un chrono à la main pour getter le moindre petit « dépassement » de ces théories. Il parait qu’u

ne particule était flashée à une vitesse supérieure à C, la célérité de la lumière dans le vide. Plus généralement, c’est la vitesse à laquelle se déplace toute onde électromagnétique. Cet ‘’évènement’’ m’en rappel un autre qui s’est produit à l’époque où j’étais étudiant dans une certaine université du pays. A cette période un jeune étudiant avais fais un calcul bidon pour prouver que la relativité restreinte était fausse, sauf que le pauvre n’avait pas lu les hypothèses d’Einstein avant d’entamer ses calculs, mais ça c’est une autre histoire.

Aujourd’hui je ne suis pas venu vous parler du neutrino, vous trouverez une explication ici. Mais plutôt, comment cette fameuse vitesse de la lumière ‘’C’’ avait été mesurée et par quels moyens théoriques ou expérimentaux ? Ce billet est largement inspiré d’une vidéo qui relate l’histoire de la mesure de la vitesse de lumière. Les illustrations aussi y sont inspirées (sauf Einstein) mais redessinées par moi.

si je me suis pas trompé dans l’estimation, dans une seconde la lumière parcourt l’équivalent de 123 fois A/R sur la fameuse autoroute Est-Oust (sans limitation de vitesse bien sûr). Une vitesse tellement inimaginable que les premiers scientifiques pensaient que la lumière est instantanée. Le premier scientifique a avoir douté de l’instantanéité de la lumière est Ibn El Haytham (El Hazen, son nom latinisé). C’est en effectuant ses fameuses expériences sur la réfraction de la lumière, qu’Ibn El Haytham avait eu cette lumineuse intuition (y’en a pas beaucoup comme celle-ci dans l’histoire des sciences), hélas, impossible de la vérifier à cette époque là.

Sept siècles après, c’est-à-dire au XVII^ème siècle, Galilée va être le premier à tenter de mettre au point une expérience afin de mesurer la vitesse de la lumière. La manip consistait à mettre deux observateur chacun au sommet d’une colline séparés par une distance relativement grande (environs 1800  m). La première personne envoie un signal lumineux, déclenche une horloge et attend le renvoi du signal par la personne d’en face pour arrêter la clepsydre. Malheureusement (et logiquement) pour une clepsydre la lumière est instantanée, encore une fois les moyens font défaut.

Arrive maintenant Cassini, qui grâce aux lois de Kepler met en place ses fameuses tables qui servent à connaitre avec précision les jours et les horaires d’un satellite de Jupiter (Io). Sauf que Cassini est embêté, car Io ne respectait par tout le temps ses prévisions, par fois il apparait pile à l’heur et parfois avec quelque minutes de retard ou d’avance. Un astronome danois (O. Römer) tente d’expliquer les retards d’Io par l’augmentation de la distance qui sépare les deux planètes (Terre-Io) au moment de l’observation. A partir de ces quelques minutes, temps nécessaire pour que la lumière parcours la distance supplémentaire, il en déduit alors que la lumière à une vitesse finie. Cinquante ans plus tard l’anglais James Bradley, confirme les hypothèses de Roemer et estime la vitesse de la lumière à 300 000 km/s.

Désormais la course à la mesure de la vitesse de la lumière est lancée. J’aurai voulu détailler un peu plus, en parlant de la réel première expérience destinée à mesurer la vitesse de la lumière en utilisant un instrument de mesure. De l’expérience de Michelson et sa mesure avec plus de précision, mais aussi de sont expérience avec son collègue Morley. Malheureusement j’ai du mal à finir ce billet qui traine depuis des jours, je pense que je vais m’arrêter là, en espérant que j’ai donné un petit aperçu sur l’évolution des choses en science…