Vitesse de la lumière, histoire des mesures en reportage

Selon les lois de la physique, nous ne pouvons pas voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Sa rapidité nous permet de voir les choses instantanément sur la Terre. Quelle est l’histoire des mesures qui se cache derrière la science ?

Vitesse de la lumière et histoire des mesures

De ce moment où l’on a commencé à mettre en doute l’instantanéité de le lumière à celui où sa vitesse est devenue une constante scientifique, il se sera écoulé… 10 siècles.

C’est cette longue histoire, pleine de rebondissements qu’entreprend de raconter, ici, Jamy Gourmaud, l’animateur du magazine C’est pas sorcier sur France 3.

Conteur inspiré, drôle et volubile, il y apparaît entouré des personnages historiques en dessin animé au trait. Ses démonstrations sont assurées par des maquettes numériques en 3D.

1 – Vitesse de la lumière : finie ou infinie ?

Dans cette quête, on croise d’abord Copernic, Galilée et Kepler. En effet, leurs recherches et découvertes astronomiques ont joué un rôle déterminant dans les premières tentatives de mesure de la vitesse de la lumière, aux XVII et XVIIIe siècle.

2 – Première mesure sur Terre

Puis, au milieu du XIXe, s’éloignant des méthodes astronomiques, d’ingénieux savants vont mettre en place les premières mesures la vitesse de la lumière sur terre.

3 – Recherche de la précision de la vitesse

Les Français Hippolyte Fizeau et Léon Foucault, des autodidactes, fabriquent des machines d’une extraordinaire inventivité, à roue dentée ou à miroir tournant pour trouver avec précision quelle est la vitesse de la lumière.

4- Course à la précision des mesures

Dans l’histoire des mesures, le français Alfred Cornu puis l’américain Albert Michelson perfectionnent, enrichissent ces machines les rendant de plus en plus précises. Avec eux la mesure de la vitesse de la lumière acquiert une autre dimension, c’est le début d’une course effrénée à la précision de la mesure, doublé d’une course au prestige entre nations.

5 – De la vitesse à la célérité de la lumière

Arrive le XXe siècle et avec lui la compréhension de la vraie nature corpusculo-ondulatoire de la lumière. Changement d’objet : mesurer sa vitesse se réduit tout simplement à mesurer une longueur d’onde et à la multiplier par sa fréquence. La fin de l’histoire est inattendue avec l’arrivée d’un nouvel intrus : le mètre.

En effet, nos savants avaient mesuré la vitesse de la lumière en utilisant comme unité « le mètre par seconde ». Mais, contrairement à la seconde et à son horloge atomique, le mètre apparaît à la science de la fin du XXe siècle trop peu précis et surtout trop peu universel. La parade est trouvée : fixons désormais sa vitesse et définissons le mètre à partir de cette vitesse. Puisque qu’elle se déplace à 299.792.458 m/s, un mètre sera désormais la longueur parcourue par la lumière en 1/299.792.458e de seconde.

Valeur de la vitesse de la lumière : 299.792.458 m/s

Toutes sortes d’applications sont directement dérivées de cette course à trouver cette valeur. Ainsi, des applications d’utilisation quotidienne comme le GPS l’applique. Son fonctionnent est expliqué, pour finir, ici.

Autre reportage par A&E Télevision Networks

Un autre reportage de 2008, Vitesse de la lumière, par A&E Télévisions Networks, est aussi intéressant. Il présente l’histoire de l’univers et remonte à travers le temps jusqu’à 14 milliards d’années en arrière. Pour autant, les droits de reproduction vidéo ne sont pas disponible sur le Web.

Approfondir le sujet

• Tir Laser pour mesurer la vitesse de la lumière à Lyon
• Découverte de la transmission optique extraordinaire
• Jamy Gourmaud, page Facebook

Photo en tête de l’article : Histoire des mesures de la vitesse de la lumière, Jamy Gourmaud © Le Piouffle Georges