Éther (physique)
L'éther luminiferous est une substance dont on pensait autrefois qu'elle remplissait l'Univers et expliquait comment la transmission des ondes de lumière pouvait se produire. Les gens croyaient que la lumière était une sorte d'onde. Les ondes se propagent à la surface de l'eau dans un étang, dans l'air d'une pièce, etc. Toutes les ondes que les gens avaient étudiées auparavant avaient traversé un milieu Les ondes sonores traversaient l'acier plus rapidement que l'air. Les gens ont donc imaginé que la lumière devait également voyager à travers un milieu similaire. Comme la lumière se déplace plus vite que toute autre chose, la lumière devrait traverser quelque chose de plus rigide (comme l'acier) plus vite que toute autre chose. Mais en même temps, cette substance devait être entièrement souple afin de ne pas ralentir les mouvements des planètes et de ne pas les faire tomber dans leur soleil. Les gens qui ont précédé Albert Einstein croyaient que cette substance existait, et ils l'ont appelée "éther luminiferous".
Si un observateur devait voyager sur un bateau se déplaçant dans un courant océanique, il pourrait alors observer des changements dans la vitesse à laquelle les vagues semblent se déplacer en fonction de la relation de l'observateur avec le courant.
Des physiciens ont mené des expériences pour tenter de clarifier cette question. L'expérience Michelson-Morley a montré qu'il n'y avait pas de milieu à travers lequel la lumière voyageait. Elle a montré qu'il n'y a pas d'éther luminiferous.
La façon la plus simple de voir l'idée générale est d'imaginer un vaisseau spatial très rapide se déplaçant à la moitié de la vitesse de la lumière d'une étoile à l'autre. Le vaisseau spatial possède deux compteurs de vitesse de la lumière, un pointant vers l'arrière et un pointant vers l'avant. Comme le vaisseau spatial s'éloigne des photons émis par l'étoile jaune et se rapproche des photons émis par l'étoile bleue, notre expérience ordinaire nous amène à penser que nous mesurerions la vitesse des photons jaunes à 150 000 kilomètres par seconde et celle des photons bleus à 450 000 kilomètres par seconde. Or, les deux photons sont mesurés à 300 000 km/seconde. Ce résultat indique donc que les vitesses ne changent pas en fonction du mouvement du vaisseau spatial.
Recherches récentes
Une étude récente est beaucoup plus précise que celle de Michelson et Morley, mais elle montre néanmoins que la vitesse de la lumière est constante quelle que soit la direction dans laquelle on se déplace.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que l'éther photoporeux ?
R : Un éther luminiferous est une substance dont on pensait autrefois qu'elle remplissait l'univers et expliquait comment les ondes lumineuses pouvaient voyager. Les gens croyaient que la lumière était une sorte d'onde et qu'elle devait voyager à travers une sorte de support pour avoir une vitesse constante.
Q : Que croyaient les gens à propos de cette substance ?
R : Les gens pensaient que cette substance devait avoir une très faible viscosité pour ne pas ralentir le mouvement des planètes et faire en sorte qu'elles finissent par tomber dans leur soleil. Ils pensaient également qu'elle pouvait aider à expliquer pourquoi la lumière voyage à des vitesses si élevées.
Q : Comment les physiciens ont-ils essayé d'expliquer cette question ?
R : Les physiciens ont mené des expériences, telles que l'expérience de Michelson et Morley, pour tenter de déterminer si la lumière avait réellement un milieu invisible dans lequel elle se déplaçait.
Q : Qu'a montré l'expérience Michelson-Morley ?
R : L'expérience de Michelson-Morley a montré qu'il n'existe pas de milieu dans lequel la lumière peut passer, ce qui indique qu'il n'existe pas d'éther produisant de la lumière.
Q : Comment pouvons-nous imaginer ce qui se passe lorsqu'un observateur voyage dans un bateau se déplaçant dans un courant océanique ?
R : Si un observateur se déplaçait dans un bateau traversant un courant océanique, il serait en mesure d'observer les changements de vitesse des vagues en fonction de leur relation avec le courant.
Q : Qu'est-ce que cela nous apprend sur les vitesses relatives si nous imaginons un vaisseau spatial voyageant d'une étoile à l'autre ?
R : Si nous imaginons un vaisseau spatial très rapide se déplaçant à la moitié de la vitesse de la lumière d'une étoile à l'autre, nous constatons que la vitesse des deux photons est mesurée à 300 000 km/s indépendamment du mouvement ou de la direction - ce qui indique que les vitesses ne changent pas en fonction du mouvement du vaisseau spatial.
