L'expérience de Michelson-Morley, en 1887, est un des plus célèbres "échec" scientifique. Tentant de démontrer rigoureusement l'existence de l'éther, théorie en vogue de l'époque, ils apportèrent en fait une preuve forte de son inexistence, ouvrant même la voie à la relativité restreinte. A l'époque, on pensait que la lumière ne pouvait pas se déplacer dans le vide, et l'on pensait donc que l'espace était rempli d'une matière appelé "éther".
En résumé, cela conduisait à l'hypothèse que la lumière mettrait plus longtemps à voyager dans certaines directions que dans d'autres (lié au mouvement de la Terre dans l'éther), ce qui, en étant mesuré, pouvait redonner la vitesse de la Terre dans l'éther. L'expérience a cependant montré une variation de la vitesse de la lumière minime, qui semblait contredire d'autres observations liées à la vitesse de la Terre, et a été le premier coup dur à la théorie de l'éther.
Elle a aussi montré l'isotropie de la lumière (elle se comporte pareil dans toutes les directions), un point important pour la relativité restreinte.
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J'adore les anecdote qui donnent des liens vers Wikipedia en Anglais, alors que des articles aussi pertinents existent en Français
fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ther_(physique)
fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_Michelson_et_Morley
ce que désignait le terme éther n'était pas un gaz. C'était "juste" le support de propagation des ondes lumineuses. On ne savait pas pour autant ce que c'était, mais ce n'était pas un gaz, on le savait déjà.
On savait faire le vide et faire se propager de la lumière dedans, on avait aussi (et surtout) un vide poussé à disposition: l'espace interstellaire et pourtant on voyait la lumière des étoiles nous parvenir. On pensait que les ondes avaient besoin d'un milieu pour se propager (ce qui est vrai pour les ondes sonores, les ondes a la surface de l'eau ou ondes dans un circuit électrique par exemple). On a appelé ce milieu de propagation hypothétique éther mais on aurait pu l'appeler "chikaka" ou "matière noire", c'était pareil (j'ai choisi le terme matière noire un peu exprès, car le problème est relativement semblable: on ajoute quelque chose d'inconnu pour expliquer (en l'état actuel des connaissances) un phénomène observé mais non compris).
L'éther, c'était quelque chose qu'on ne voit pas mais dont on pense que ce existe (pour rendre les modèles physique cohérent). On a alors essayer d'en mesurer les propriétés, de détecter des effets mesurables qui seraient des preuves indirectes de son existence, comme pour la matière noire! Mais on (au travers de michelson et morley) n'a jamais réussi a mettre en évidence son existence. Pour la matière noire, c'est là que les choses diffèrent mais ce n'est pas le sujet aujourd'hui (on mesure l'interaction entre la matière noire et le champ de gravité via des effets de lentille gravitationnel et le fait que cet effet ne soit pas toujours distribué de la même façon tend à considérer quelque chose (la matière noire) qui est réparti de façon inhomogène dans l'espace. Et puis (surtout), il y a le spectre des fluctuations angulaire du rayonnement fossile mais là ça part loin et c'est toujours pas le sujet).
Du coup, il a fallut se résigner... les équations des maxwell, bien que contre-intuitives, étaient justes! La vitesse de la lumière y est donnée comme constante(!) or "on sait bien" qu'une onde se propageant (dans un milieu!) voit sa vitesse modifiée lorsque le milieu est lui-même en mouvement.
Il fallait donc "croire" aux équations de maxwell et rejeter l'existence d'un milieu de propagation de la lumière... il faudra attendre Einstein et sa théorie de la relativité restreinte pour faire le pas. Depuis, de nombreuse observation vont dans ce sens (et même plus loin avec la relativité générale).
Finalement, BRAVO et MERCI Maxwell (et Faradet, Gauss et Ampère) pour avoir mis en place la première équation relativiste dès 1865! 40 ans avant qu'Einstein nous fasse comprendre que cette équation était juste! 40 années pendant lesquelles "la physique" ne comprenait pas comment la lumière se propager et durant lesquelles Michelson et Morley ont tenté de l'expliquer. C'est en 1887 que leur résultat (d'invariance de vitesse de la lumière) a été admis alors qu'ils avaient développé l'appareil le plus précis jamais réalisé a l'époque, qui avait une précision 4 fois supérieure à la mesure attendue (Merci à eux donc! un prix nobel, en 1907 leur a été remis pour ça quand même). Il s'en est suivit 20 ans durant lesquels on savait qu'on ne comprenait pas! et finalement, merci Einstein, on a finalement compris. (enfin, personnellement "merci" Einstein de me faire comprendre que TU as compris mais que moi... je retourne faire la physique classique, ca je comprend. 3 dimensions, le temps continu et "absolu", la simultanéité des évènements. C'est ça le monde dans lequel je vie ^^ ).
Petite anecdote dans l'anecdote pour finir. Einstein n'a pas eu de prix Nobel pour cela. En 1905 il a publié 4 articles, dont 3 qui ont révolutionnés la physique, mais ce n'est pas celui sur la relativité restreinte qui lui donnera droit à un prix Nobel, mais "juste" celui sur l'effet photo-électrique (on peut arracher des électrons à un métal en l'éclairant avec de la lumière).
J'espère que les courageux qui auront lu jusque là auront apprécié ce "petit" commentaire.
Matière noire, ou énergie sombre (les deux théories existent).
La matière normale, celle faites de molécules et d’atomes (la matière baryonique), ne représente que 25 % de la gravité dans l’univers. Le reste nous est encore inconnu.
Sa source est nommée « matière noire », même si l’on ne sait pas encore si c’est réellement de la matière (ça pourrait être l’influence gravitationnelle d’un univers parallèle, par exemple).
La matière noire, on sait qu’elle est là : car on observe 4x plus de gravitation que l’on observe de matière. Mais on ne sait pas à quoi c’est dû.
L’énergie noire, elle, est la chose qui est responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers.
L’univers n’est pas statique : il grandit depuis le big-bang. Le truc c’est que son agrandissement s’accélère ! La raison à ça est l’énergie noire, donc on ne sait rien non plus, juste que ses effets sont là.
En fait, même si le tableau périodique nous semble complet, voire compris en bonne partie, la matière normale ne représente que 5% de toute la masse/énergie de l’univers. La matière noire représente alors 20%, et les 75% restants sont de l’énergie noire.
C’est difficile à croire, mais toute notre connaissance en physique et en chimie, ne couvrent qu’une fraction de ces 5 % de l’univers qui est faite de matière normale…
95 % de l’univers au minimum nous est encore totalement inconnu. On sait que c’est là, mais on ne sait pas pourquoi, ni comment, ni quoi.
Tous les commentaires (18)
J'adore les anecdote qui donnent des liens vers Wikipedia en Anglais, alors que des articles aussi pertinents existent en Français
fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ther_(physique)
fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_Michelson_et_Morley
La dernière phrase est fausse. L’anisotropie signifie justement que les caractéristiques changent selon la direction
À la fin, c’est l’isotropie qui a été démontré du coup ? L’anisotropie c’est quand les propriétés varient selon la direction
Si l'éther en tant que gaz n'existe pas, le terme d'éthers est bien utilisée en chimie organique pour désigner des composés de type R-O-R'.
Et on parle ainsi d'éther pour désigner l'éther diéthylique (CH3-CH2-O-CH2-CH3) qui fut utilisé en médecine pour ses propriétés antiseptiques et anesthésiques, et sa capacité à dissoudre les colles.
(fr.wikipedia.org/wiki/Éther-oxyde)
Tout le monde a bien compris "anecdoteS", faute de frappe(?) constatée après le délai de correction...
Aujourd’hui la théorie en vogue est la « matière sombre » il me semble.
ce que désignait le terme éther n'était pas un gaz. C'était "juste" le support de propagation des ondes lumineuses. On ne savait pas pour autant ce que c'était, mais ce n'était pas un gaz, on le savait déjà.
On savait faire le vide et faire se propager de la lumière dedans, on avait aussi (et surtout) un vide poussé à disposition: l'espace interstellaire et pourtant on voyait la lumière des étoiles nous parvenir. On pensait que les ondes avaient besoin d'un milieu pour se propager (ce qui est vrai pour les ondes sonores, les ondes a la surface de l'eau ou ondes dans un circuit électrique par exemple). On a appelé ce milieu de propagation hypothétique éther mais on aurait pu l'appeler "chikaka" ou "matière noire", c'était pareil (j'ai choisi le terme matière noire un peu exprès, car le problème est relativement semblable: on ajoute quelque chose d'inconnu pour expliquer (en l'état actuel des connaissances) un phénomène observé mais non compris).
L'éther, c'était quelque chose qu'on ne voit pas mais dont on pense que ce existe (pour rendre les modèles physique cohérent). On a alors essayer d'en mesurer les propriétés, de détecter des effets mesurables qui seraient des preuves indirectes de son existence, comme pour la matière noire! Mais on (au travers de michelson et morley) n'a jamais réussi a mettre en évidence son existence. Pour la matière noire, c'est là que les choses diffèrent mais ce n'est pas le sujet aujourd'hui (on mesure l'interaction entre la matière noire et le champ de gravité via des effets de lentille gravitationnel et le fait que cet effet ne soit pas toujours distribué de la même façon tend à considérer quelque chose (la matière noire) qui est réparti de façon inhomogène dans l'espace. Et puis (surtout), il y a le spectre des fluctuations angulaire du rayonnement fossile mais là ça part loin et c'est toujours pas le sujet).
Du coup, il a fallut se résigner... les équations des maxwell, bien que contre-intuitives, étaient justes! La vitesse de la lumière y est donnée comme constante(!) or "on sait bien" qu'une onde se propageant (dans un milieu!) voit sa vitesse modifiée lorsque le milieu est lui-même en mouvement.
Il fallait donc "croire" aux équations de maxwell et rejeter l'existence d'un milieu de propagation de la lumière... il faudra attendre Einstein et sa théorie de la relativité restreinte pour faire le pas. Depuis, de nombreuse observation vont dans ce sens (et même plus loin avec la relativité générale).
Finalement, BRAVO et MERCI Maxwell (et Faradet, Gauss et Ampère) pour avoir mis en place la première équation relativiste dès 1865! 40 ans avant qu'Einstein nous fasse comprendre que cette équation était juste! 40 années pendant lesquelles "la physique" ne comprenait pas comment la lumière se propager et durant lesquelles Michelson et Morley ont tenté de l'expliquer. C'est en 1887 que leur résultat (d'invariance de vitesse de la lumière) a été admis alors qu'ils avaient développé l'appareil le plus précis jamais réalisé a l'époque, qui avait une précision 4 fois supérieure à la mesure attendue (Merci à eux donc! un prix nobel, en 1907 leur a été remis pour ça quand même). Il s'en est suivit 20 ans durant lesquels on savait qu'on ne comprenait pas! et finalement, merci Einstein, on a finalement compris. (enfin, personnellement "merci" Einstein de me faire comprendre que TU as compris mais que moi... je retourne faire la physique classique, ca je comprend. 3 dimensions, le temps continu et "absolu", la simultanéité des évènements. C'est ça le monde dans lequel je vie ^^ ).
Petite anecdote dans l'anecdote pour finir. Einstein n'a pas eu de prix Nobel pour cela. En 1905 il a publié 4 articles, dont 3 qui ont révolutionnés la physique, mais ce n'est pas celui sur la relativité restreinte qui lui donnera droit à un prix Nobel, mais "juste" celui sur l'effet photo-électrique (on peut arracher des électrons à un métal en l'éclairant avec de la lumière).
J'espère que les courageux qui auront lu jusque là auront apprécié ce "petit" commentaire.
Qualifier ce commentaire de "petit", c'est encore une application de la théorie de la relativité.
Il faut préciser James Clerk Maxwell car des Maxwell il y en a pleins même s’il reste le plus important. ;)
Et dire qu’il n’avait « que » 20 ans quand il a énoncé ces équations alors qu’il était à l’université de Cambridge.
La page wikipedia française de l'expérience est drastiquement plus courte et, comme indiqué, ne cite pas suffisamment ces sources.
J'ai donc préféré donner une source plus fiable et plus complète.
Et ne pas oublier de remercier Max Planck le père de la Physique quantique dont les travaux ont aussi influencé Einstein.
Max Planck a aussi soutenu Einstein depuis le début et lui a permis de financer sa recherche et de répandre rapidement ses nouvelles idées dans la communauté scientifique de l'epoque.
Matière noire, ou énergie sombre (les deux théories existent).
La matière normale, celle faites de molécules et d’atomes (la matière baryonique), ne représente que 25 % de la gravité dans l’univers. Le reste nous est encore inconnu.
Sa source est nommée « matière noire », même si l’on ne sait pas encore si c’est réellement de la matière (ça pourrait être l’influence gravitationnelle d’un univers parallèle, par exemple).
La matière noire, on sait qu’elle est là : car on observe 4x plus de gravitation que l’on observe de matière. Mais on ne sait pas à quoi c’est dû.
L’énergie noire, elle, est la chose qui est responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers.
L’univers n’est pas statique : il grandit depuis le big-bang. Le truc c’est que son agrandissement s’accélère ! La raison à ça est l’énergie noire, donc on ne sait rien non plus, juste que ses effets sont là.
En fait, même si le tableau périodique nous semble complet, voire compris en bonne partie, la matière normale ne représente que 5% de toute la masse/énergie de l’univers. La matière noire représente alors 20%, et les 75% restants sont de l’énergie noire.
C’est difficile à croire, mais toute notre connaissance en physique et en chimie, ne couvrent qu’une fraction de ces 5 % de l’univers qui est faite de matière normale…
95 % de l’univers au minimum nous est encore totalement inconnu. On sait que c’est là, mais on ne sait pas pourquoi, ni comment, ni quoi.
Un des plus célèbres « échecS » scientifiqueS...
J'allais le souligner également. Merci.
Si tu adores, alors tant mieux ...
L'anecdote dans l'anecdote a déjà été anecdotée en 2010 :
secouchermoinsbete.fr/6003-einstein-estil-linventeur-de-la-formule-emc2
Mais une piqûre de rappel ne fait pas de mal... ;-)
Le principe d’incertitude d’Heinsenberg a suggéré que la matière pouvait surgir du vide pour de très courtes périodes de temps. Puis Dirac a fourni le mécanisme par lequel la matière pouvait être créée à partir du néant et disparaître tout aussi vite.
A l’intérieur du vide existe une sorte de pétillement, une danse dynamique tandis que des paires de particules et d’anti-particules empruntent de l’énergie au vide pour apparaître de brefs instants avant de s’annihiler et de la lui rendre.
Historiquement, le vide est donc passé de l’éther au néant, puis du néant à un endroit grouillant de création de matière et d’antimatière.
Les idées de Dirac sur le vide ont été affinées et développées dans ce que l’on connaît aujourd’hui comme la théorie quantique des champs, et ces étranges choses fugitives à l’intérieur du néant sont ce que l’on appelle désormais des particules virtuelles.
Partout dans l’univers, l’espace est rempli de ce néant qui possède une énergie immense et mystérieuse. Aujourd'hui on pense que l’activité bouillonnante du néant et les fluctuations quantiques à l’intérieur ont été les graines qui ont poussé et abouti à l’univers que l’on peut observer aujourd’hui.
Merci très très intéressant!!