les postulants d'einstein revus et completes.

[Chegevara]

PHYSIQUE • Les postulats d’Einstein revus et complétés Des physiciens remettent en cause le statut privilégié que le grand savant allemand avait donné à la lumière dans sa théorie de la relativité restreinte.Dessin paru dans The Economist, Londres. Imaginez que vous êtes sur une bicyclette en train de pédaler à travers le cosmos. Un rayon de lumière – provenant peut-être de l’effondrement d’une étoile lointaine – vous arrive droit dessus. A quelle vitesse vous rapprochez-vous l’un de l’autre ? Comme vous n’avancez vous-même pratiquement pas, la réponse sera : à une vitesse à peu près identique à la vitesse de la lumière dans le vide interstellaire, soit environ 300 000 km/s. Imaginons à présent que vous remisiez votre vélo pour la journée. Alors que vous filez dans votre vaisseau spatial à la moitié de la vitesse de la lumière, vous tombez sur une autre impulsion lumineuse. Quelle est maintenant la vitesse à laquelle vous vous rapprochez ? A priori, ce doit être la vôtre plus celle de la lumière, donc une fois et demie cette dernière.
Faux. Votre vitesse relative est la vitesse de la lumière, pas davantage, et cela à quelque vitesse que vous vous déplaciez. Bienvenue dans le monde étrange de la relativité restreinte d’Einstein, où les corps qui subissent une accélération rétrécissent et où le temps se déforme tellement que parler d’événements simultanés n’a pas de sens. Comme Einstein l’a expliqué, tout cela découle du fait que la lumière se déplace à une vitesse constante quelle que soit votre position. Vraiment ? Mitchell Feigenbaum, un physicien qui enseigne à l’université Rockefeller, à New York, n’est pas de cet avis. C’est le dernier en date et le plus éminent d’une série de chercheurs qui soutiennent que la relativité restreinte n’a rien à voir avec la lumière, quoi que puissent en dire les manuels scolaires.
Le débat est centré sur deux hypothèses posées par Einstein lorsqu’il a formulé sa théorie de la relativité restreinte, en 1905. La première ne prête pas à controverse : c’est le fait que les lois de la physique sont les mêmes que l’on soit immobile ou que l’on se déplace à une vitesse constante. Tel est le principe de la relativité énoncé par Galilee dans Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, son traité de 1632. Ce principe a fait ses preuves pendant près de deux cent cinquante ans. Mais, quand le physicien écossais James Clerk Maxwell a proposé sa théorie sur l’électricité et le magnétisme, à la fin du XIXe siècle, il a implicitement remis en question ce principe d’identité. Les équations de Maxwell établissent en effet que la lumière est une onde qui se déplace à une vitesse constante. Mais, curieusement, elles ne font aucune mention du point de vue à partir duquel cette vitesse a été mesurée. Cela posait problème si la théorie de Maxwell, comme toutes les bonnes théories physiques, devait suivre la règle de Galilée et s’appliquer de la même façon pour tout observateur se déplaçant à vitesse constante. Car, si nous ne savons pas qui mesure la vitesse de la lumière dans les équations, comment pouvons-nous les modifier de manière à ce qu’elles puissent s’appliquer à partir d’un autre point de vue ? Einstein a contourné le problème en décrétant que ce n’était pas nécessaire. Face au succès de la théorie de Maxwell, il a simplement ajouté une deuxième hypothèse à celle de Galilée : le fait que, quelle que soit la position de l’observateur, la lumière se déplace toujours à la même vitesse.
Ce “deuxième postulat” est la source de toute la physique excentrique d’Einstein, avec son espace qui se contracte et ses horloges déréglées. Ici, le débat ne porte pas sur la validité de la physique einsteinienne, que d’innombrables expériences ont confirmée, mais sur la question de savoir s’il est possible de parvenir aux mêmes conclusions sans placer la lumière sur un piédestal immérité. Selon David Mermin, qui enseigne la relativité depuis trente ans à l’université Cornell, dans l’Etat de New York, un consensus s’est dégagé sur la possibilité d’y parvenir, même si cette nouvelle optique n’est pas encore très connue du grand public.