05. La vitesse de la lumière

Pendant un orage, les éclairs lumineux précèdent le vacarme du tonnerre. Et plus l’orage est loin, plus le délai entre l’éclair et le coup de tonnerre est long. Cela tient au fait que le son se propage dans l’air plus lentement que la lumière. Le son est une onde de pression, il lui faut plusieurs secondes pour parcourir un kilomètre. La lumière est un phénomène électromagnétique beaucoup plus rapide. Mais dans quel type de milieu se propage-t-elle ?
Vers la fin du xixe siècle, les physiciens émirent l’hypothèse que l’espace était empli d’une sorte de gaz électrique, un « éther » à travers lequel la lumière se propageait. Mais, en 1887, une expérience restée célèbre prouva qu’un tel milieu n’existait pas. Albert Michelson et Edward Morley avaient conçu un dispositif ingénieux pour détecter le mouvement potentiel de la Terre – au cours de sa course autour du Soleil – par rapport à cet éther.
Ils utilisèrent deux faisceaux lumineux se propageant à angle droit et se réfléchissant sur des miroirs identiques éloignés de la même distance. Quand les faisceaux se croisaient, des franges d’interférences apparaissaient. Si la Terre se déplaçait selon la direction de l’un des bras de l’interféromètre, sa vitesse de déplacement viendrait augmenter ou diminuer celle de la lumière par rapport à l’éther. Cela entraînerait une différence dans la durée nécessaire à la lumière pour parcourir chacun des bras du dispositif. De même, il faut plus ou moins de temps à un nageur pour parcourir une distance selon qu’il remonte ou descen…