L'univers est bien mystérieux (2)

Nous avons vu la dernière fois la loi de la gravitation de Newton.
Celle-ci nous apprenait que deux corps, même de masse inégale, tombent à la même vitesse. Tout ça a cause de la loi de l'inertie (au plus un corps est lourd, plus plus il est difficile à déplacer) et celle de l'énergie cinétique (au plus un corps est lourd au plus la gravitation va être forte et donc au plus il va tomber vite), qui s'annulent mutuellement.
Mais la loi de la gravitation nous apprend autre chose encore. Au plus 2 corps sont éloignés l'un de l'autre, au plus l'attraction gravitationnelle entre eux sera faible.

A l'échelle de l'univers ces lois révèlent quelque chose de surprenant: il n'existe pas de repos absolu! Qu'est-ce que ça veut dire? Eh bien, que chaque parcelle de l'univers est constamment en mouvement.
L'implication en physique est considérable: elle signifie qu'il est impossible de déterminer si 2 évènements qui se sont produits à des instants différents ont eu lieu au même endroit dans l'espace!!!

Un peu compliqué, je m'explique!
Puisque qu'il n'y a pas de repos absolu, la notion de mouvement n'a de sens que pour un corps en relation avec d'autres corps, c'est une notion relative.

Imaginez un train roulant roulant à 144 Km/h et quelqu'un lançant une balle de ping pong en l'air dans ce train. La balle rebondit deux fois au même endroit à une seconde d'intervalle.
Pour une personne à bord du train, la distance entre les points d'impact des deux rebonds est nulle (puisqu'elle a rebondit au même endroit).


En revanche, pour une personne qui observerait la scène de l'extérieur du train, sur le quai, les deux impacts se sont produits à 40 m l'un de l'autre (compte tenue de la vitesse de déplacement du train).



Aucun des deux observateur ne peut se dire plus immobile que l'autre, et pourtant ils n'ont pas la même perception du mouvement.
Les déplacements et les mouvement sont donc tout ce qu'il y a de plus relatif!

Mais, le XXeme siècle nous a appris que le mouvement n'était pas la seule notion relative essentielle à compréhension de notre univers.

Je passe rapidement la théorie de l'électromagnétisme de Maxwell, et le constat de Michelson et Morley, car c'est compliqué et pas essentiel à comprendre dans le détail. Ce qui est intéressant c'est de savoir ce que ça implique:
Maxwell s'appuya sur la découverte de Roemer concernant la vitesse finie de la lumière (299 792 458 m/s). Mais nous venons de voir que selon les lois de Newtown, qu'une notion de constante dans l'univers est difficile à appréhender, car tout est en mouvement constant. On supposa alors que comme les vagues ont besoin d'eau, et le son besoin d'air pour se déplacer, la lumière à besoin d'une "substance" pour se propager. On nomma cette substance "ether". Selon Maxwell, la vitesse de la lumière reste fixe par rapport à l'éther. Ce qui veux dire que si on se rapproche de la source de lumière, on aura l'impression que la lumière se déplace plus vite, puisqu'elle nous arrive plus vite dessus (ce qui correspond à la vision newtownienne)... Michelson et Morley voulurent constater cette hypothèse. Ils calculèrent la vitesse de la lumière du soleil à un moment où la terre se rapprochait de lui...
Eh bien, ils furent stupéfait de voir que la vitesse demeurait rigoureusement la même!

La vitesse de la lumière serait donc invariable. Une constante! Roemer avait raison !

La théorie de l'éther était donc remise en question. Et la lumière et sa vitesse restèrent bien mystérieux jusqu'à ce qu'un inconnu du bureau fédéral de la propriété intellectuelle de Berne (Suisse), un certain Albert Einstein, fit remarquer que cette hypothèse de l'éther devenait superflue si l'on acceptait d'abandonner l'idée de temps absolu!

Nous verrons ça la prochaine fois!