Vitesse de la lumière
On a cru pendant longtemps que la lumière se propageait de manière instantanée. Nous savons aujourd'hui que ce n'est pas le cas, et la vitesse de la lumière a été définie à 299 792 458 mètres par seconde. Cette valeur a été fixée lors de la 15e Conférence Générale des poids et mesures, en 1975. Entre les premières intuitions d'Alhazen, mathématicien perse du moyen-âge, et la définition de la vitesse de la lumière comme une constante universelle, de nombreuses mesures ont été effectuées, avec des méthodes de plus en plus précises. Nous allons en étudier quelques unes.
Galilée, les collines et les lanternes
C’est Alhazen, un mathématicien perse du moyen-âge, qui a eu en premier l’intuition que la vitesse de la lumière était finie, même s’il n’a rien pu prouver. Au 17e siècle, Galilée a la même intuition, et il pense que si on ne peut pas s’en rendre compte à l’oeil nu, c’est parce que la lumière se propage très rapidement. Il va chercher à mesurer cette vitesse de propagation. Son expérience est simple: deux observateurs se placent chacun au sommet d’une colline, les deux collines étant séparées d’environ 1800m. Ils ont chacun une lanterne, éteinte au départ. Le premier observateur possède aussi une clepsydre, un instrument à eau qui fonctionne sur le même principe qu’un sablier et qui permet de mesurer le temps. Il va allumer sa lanterne et déclencher la clepsydre au même moment. Le deuxième observateur va allumer sa lanterne dès qu’il aperçoit la lumière de la première lanterne. Au moment où le premier observateur voit la lanterne de son compagnon, il arrête la clepsydre. En théorie, cette expérience donne le temps que met la lumière pour parcourir environ 3600m. En pratique, la lumière semble instantanée. Ceci est dû au fait que la distance qui sépare les deux hommes est trop faible, la lumière met seulement quelques millionièmes de secondes pour faire l’aller-retour entre les deux hommes.
|
|
