La verite sur la lumiere

L'ARTICLE

Einstein n'a pas prouvé la constance de la vitesse de la lumière, qui est en revanche bien le postulat de base de la théorie de la relativité restreinte.

L'origine de l'idée de la constance de la vitesse de la lumière se trouve déjà dans les équations de Maxwell, qui décrivent l'électro-magnétisme. En effet, ces équations prédisent que les ondes de champ électro-magnétique (c'est à dire la lumière) se déplacent à une vitesse très précise, qui est (bien sûr!) la vitesse de la lumière. Les équations, en revanche, ne disent pas par rapport à quoi cette vitesse doit être mesurée. Les physiciens du milieu du siècle passé ont alors pensé que la lumière se déplaçait dans un milieu particulier, appelé «éther», qui remplissait l'univers tout entier, sans qu'on pût remarquer sa présence. Or l'expérience de Michelson et Morley a montré par la suite que l'hypothèse de l'éther était fausse.

Sans possibilité d'existence d'un référentiel absolu (rôle que devait jouer l'éther), l'idée d'une vitesse absolue contredit le principe de relativité dit de Galilée, qui veut que toutes les vitesses dépendent des observateurs. Il ne restait alors que deux possibilités. La première était que les équations de Maxwell étaient complètement fausses, malgré les très nombreuses expériences qui semblaient montrer le contraire.

L'autre possibilité était que la relativité de Galilée était fausse, et que la vitesse de la lumière était constante pour n'importe quel observateur. C'est ce qu'a postulé Einstein pour résoudre le paradoxe. Il proposa donc un autre principe de relativité, la relativité restreinte, dont la seule différence notable avec le principe de relativité de Galilée est le postulat de la constance de la vitesse de la lumière.

Stephane.Paltani observatoire de Genève

COMMENTAIRES

Le paradoxe de cet article est le suivant : la vitesse de la lumière (VL) est tout à la fois un postulat de la relativité et un phénomène prouvé expérimentalement.  Ce statut est étrange puisque la preuve expérimentale devrait être suffisante pour que le postulat se change en vérité. Pourquoi en est-il ainsi ? C’est que cette constance de la VL remettait en cause la relativité de Galilée selon laquelle la vitesse d’un observateur en mouvement s’additionne à celle d’un objet mis en mouvement à partir du système de référence de cet observateur. Cela aurait eu pour conséquence que la VL serait variable selon l’état du mouvement de chaque observateur, ce qui était contradictoire avec l’invariance constatée. Einstein tente un coup de force sous forme d’un postulat pour résoudre ce dilemme.

Or était-ce bien nécessaire ? Car qui ne s’aperçoit pas que la relativité galiléenne conduit à une absurdité. En effet, le principe d’addition des vitesses  ne rencontre aucune limite et aboutit à des vitesses infinies.  Pourquoi Einstein ne s’appuie-t-il pas sur une loi simple du mouvement selon laquelle il est impossible qu’existe une vitesse infinie et qu’il doit nécessairement exister quelque part une limite ?  C’est que tout simplement il lui aurait fallu trouver une CAUSE à cette limite. Il lui aurait fallu expliquer POUQUOI la lumière RENCONTRE une limite, qu’elle ne peut aller plus vite ni moins vite et démontrer également la cause à la constance de son mouvement. Dés lors, on comprend bien mieux pourquoi ce savant précautionneux présente la VL limite comme un postulat et non comme une vérité. On comprend également bien mieux pourquoi il ne peut critiquer l'aporie de la relativité Galiléenne et s’y enferme volontairement tout en lui apportant un correctif.

Quelle est alors cette vérité qu’Einstein aurait sinon dissimulée du moins éviter d’affronter ? C’est que si la VL est limitée, ce n’est pas une affaire de position de l’observateur mais cela résulte d’un phénomène physique réel. Si la VL est limitée, c’est qu’une cause externe intervient pour freiner son mouvement et l’établir de manière constante. Cette cause réelle dans l’espace vide d’Einstein, il ne pouvait la déterminer et  dés lors, en relativité, la lumière semble dotée d’une étrange capacité à s’auto limitée elle-même ! En définitive,  s’agit désormais de passer du postulat à la vérité et faire en quelque sorte,  toute la lumière sur cette affaire.