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Si les deux trajets sont optiquement égaux, c'est-à-dire s'ils comportent chacun le même nombre d'ondulations, les deux parties du rayon lorsqu'elles se réuniront, devront présenter ces ondulations en concordance.

Si cependant, il y a une différence d'une demi-longueur d'onde entre les trajets suivis par chaque élément de rayon, ceux-ci se trouveront en opposition de phase au moment où ils se rencontreront.

Cet effet produira le phénomène connu sous le nom de « franges d'interférence », dont l'observation permet de reconnaître de légères variations dans la vitesse de la lumière des deux éléments du rayon.

En 1887, à Cleveland, le professeur Michelson, alors professeur de Physique à la Case School of Applied Sciences, fit, en collaboration avec le professeur Edward Morlay, de la Western Reserve University, certaines expériences où il utilisa l'interféromètre, dans le but de déterminer si le mouvement de la terre à travers l'espace avait, sur la vitesse de la lumière, l'effet prédit par la théorie.

Malheureusement, nous ne connaissons pas la direction absolue de la terre dans l'espace, de sorte qu'il n'est pas possible de placer l'interféromètre avec certitude dans cette direction. Aussi tout l'appareil fut monté sur un plateau qui flottait sur un bain de mercure, de façon qu'il puisse être tourné dans toutes les directions, suivant un plan horizontal.

Le mouvement de rotation de la terre sur son axe fait que le plan de l'interféromètre se meut comme s'il se trouvait à la surface d'un cône dont l'axe coïncide avec celui de la terre, ce qui lui permet de prendre diverses orientations dans l'espace.

L'expérience nous permet de mesurer la portion de vent d'éther qui agit dans le plan horizontal de l'interféromètre au moment où l'observation est effectuée. Par conséquent, la direction apparente et l'intensité du vent d'éther varieront avec le moment auquel l'observation est faite.

Un vent perpendiculaire au plan de l'interféromètre ne produira aucun effet. Cette condition peut se présenter à certaines époques de l'année.

Il n'est pas possible, dans ce mémoire, d'expliquer les détails des principes mis en jeu.

L'observation est effectuée en visant, au moyen d'une lunette, les franges d'interférence formées par les deux rayons.

Lorsque l'on imprime à un interféromètre un mouvement de rotation sur son axe, s'il existe un vent d'éther, celui-ci aura pour résultat de faire osciller les franges d'interférence de droite et de gauche de façon périodique, les oscillations correspondant à chaque demi-révolution de l'interféromètre.

A chaque demi-révolution, avec les vitesses relatives de la lumière et de la terre sur son orbite, le déplacement mesuré devrait être de 4 /10 de la largeur d'une frange.

En novembre 1887, Michelson et Morlay annoncèrent comme suit les résultats des observations qu'ils avaient faites au mois de juillet :

« Si l'on ne tient compte que du mouvement de la terre sur son orbite... l'expérience montre que le mouvement relatif de la terre et de l'éther est probablement inférieur à 1/6 de la vitesse de la translation de la terre sur son orbite et certainement moins qu'un quart ».

Cela signifie que cette vitesse est inférieure à 7 km. 1/2 par seconde.

Ce résultat fut considéré par beaucoup comme nul et même comme négatif, et plusieurs physiciens considérèrent qu'il jetait un doute grave sur la validité de l'hypothèse que l'éther était le milieu véhiculaire de la lumière.

Il y a un complément important à ce rapport qui commence comme suit:

<< Mais il n'est pas impossible qu'à une hauteur modérée au-dessus du niveau de la mer, sur le sommet d'une montagne isolée, par exemple, on ne puisse déceler le mouvement relatif au moyen d'un appareil analogue ».

Au Congrès International de Physique, tenu à Paris en 1900, Lord Kelvin présenta un mémoire traitant des théories de l'éther. Il y disait notamment que :

« Le seul nuage au ciel radieux de la théorie de l'éther est le résultat nul de l'expérience de Michelson et Morlay ».

Lord Kelvin exprima au professeur Morlay et à l'auteur de cet article, son désir de voir recommencer l'expérience avec un appareil plus sensible.

L'auteur et le professeur Morlay construisirent un interféromètre environ quatre fois plus sensible que celui utilisé dans les premières expériences et dont le trajet des rayons lumineux avait une longueur de 224 pieds, représentant environ 150.000.000 d'ondes lumineuses.

Dans cet appareil, la vitesse relative de l'éther et de la terre sur son orbite produirait un déplacement des franges d'interférence égal à une frange et demie.

C'est ce type d'appareil qui fut toujours utilisé dans la suite.

Tout l'appareillage optique était entièrement neuf et l'on n'utilisa de l'ancien appareil que le réservoir contenant le mercure.

Un appareil semblable, dont le bâti était fait au moyen de madriers en bois, fut utilisé en 1902 et 1903, mais l'action de l'humidité et de la température sur le bois, rendit toute observation précise impossible.

Un nouveau bâti fut dessiné par le professeur Noff de la Case School of Applied Sciences, dans le but de réaliser un appareil à la fois symétrique et rigide.

Ce bâti était construit en acier et fut monté dans une des caves du Laboratoire de Physique de Case School of Applied Sciences, à Cleveland. Des observations furent effectuées en 1904 et 1905.

Les résultats de ces observations furent publiés dans le Philosophical Magazine :

« Nous pouvons déclarer que les expériences ont montré que, si l'éther situé près de l'appareil ne se meut pas avec lui, la différence de vitesse est inférieure à 3 km. 1/3 par seconde, à moins que l'effet sur la matière n'annule l'effet cherché.

« D'aucuns ont pensé que cette expérience prouvait seulement que l'éther renfermé dans une cave était entraîné par le bâtiment.

« Nous désirons, en conséquence, répéter l'expérience sur une montagne, afin de constater si l'effet peut être observé ».

C'est à ce moment qu'Einstein s'intéressa à cette question et au cours de l'année 1905, il publia une étude intitulée : « L'Électrodynamique des corps en mouvement ».

Cette étude fut la première d'une longue série de mémoires et de traités écrits par Einstein et ses adeptes qui ont développé la théorie actuelle de la relativité.

Dans ce premier mémoire Einstein établit le principe de la constance de la vitesse de la lumière tendant à démontrer que, pour un observateur placé sur la terre qui se meut, la vitesse mesurée de la lumière serait constante et indépendante de la direction ou de la vitesse propre de la terre.

Toute la théorie était basée sur le phénomène physique observé et essentiellement en admettant que cette expérience avait donné un résultat nul, exact et définitif.

L'auteur de cet article n'admit pas cette interprétation et entreprit de nouvelles observations pour préciser ce point.

En automne 1905, Morlay et Miller, placèrent l'interféromètre sur les monts Euclide à Cleveland, à une altitude d'environ 300 pieds au-dessus du lac Erié et loin de toute construction.

Cinq séries d'observations furent faites en 1905 et 1906; elles révélèrent un effet positif défini d'environ 1/10 de l'effet attendu. Cependant un doute fut émis que cet effet aurait été dû à la température, bien qu'il n'y en eût aucune preuve.

Des dispositions furent prises pour recommencer l'expérience au cours de l'automne suivant.

L'interféromètre avait été placé sur un terrain appartenant à un ami. Peu après le terrain fut vendu et le nouveau propriétaire donna ordre d'enlever immédiatement l'interféromètre.

Le professeur Morlay prit sa retraite en 1906 et pria l'auteur de cet article de continuer ses expériences.

On considéra comme désirable de recommencer l'expérience à une altitude beaucoup plus élevée, mais des causes nombreuses empêchèrent longtemps sa réalisation.

La publication des rapports relatifs à l'éclipse de soleil en 1919, qui furent interprétés comme confirmant la théorie de la relativité donna un renouveau d'intérêt aux expériences du vent d'éther.

Un ami généreux fit les fonds nécessaires pour couvrir les frais considérables de l'expérience.

L'observatoire, situé au sommet du Mont Wilson, près de Pasadona, en Californie, à l'altitude de 6.000 pieds, sembla convenable pour les essais à réaliser.

Grâce à la bienveillance du président Myrriam de l'Institut Carnegie à Washington et des Directeurs Hale et Adams, l'auteur recommença les expériences au Mont Wilson en mars et avril 1921.

L'appareil était identique à celui utilisé par Morlay et Miller en 1904-1905 et 1906.

Des observations furent également effectuées dans la seconde moitié de l'année 1921, puis de nouveau en 1924 et 1925, au Mont Wilson. Environ 5.000 mesures furent effectuées à différents moments de jour et de nuit.

Ces observations furent réparties en 204 séries, chaque série comportant les observations faites au cours d'une heure.

Ces observations correspondent aux quatre différentes époques de l'année suivante :

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Les premières observations faites en mars 1921, montrèrent un effet positif, semblable à celui qui serait produit par un véritable vent d'éther correspondant à une vitesse relative de la terre et de l'éther d'environ 10 kilomètres par seconde. Cependant avant d'annoncer ce résultat, il sembla nécessaire d'étudier toutes les causes qui pourraient produire un déplacement des franges d'interférence semblable à celui causé par le vent d'éther.

Les causes envisagées étaient les déformations magnétiques du ⚫bâti en acier de l'interféromètre et l'effet de variation de la température extérieure.

Pour éliminer cet effet, toutes les parties de l'interféromètre furent complètement recouvertes de plaques de liège épaisses d'environ 1 pouce.

Cinquante séries d'observations furent faites dans ces conditions et montrèrent un déplacement périodique des franges égal à celui des observations précédentes.

Au cours de l'été 1921, le bâti en acier de l'interféromètre fut remplacé par un bâti en béton armé de tiges de cuivre, de façon qu'il pût flotter sur le mercure.

On utilisa uniquement des métaux non magnétiques et l'on s'arrangea pour réduire notablement l'influence des changements de température.

L'on fit en décembre 1921, 42 séries d'observations avec l'interféromètre non magnétique.

Elles montrèrent encore un effet positif du vent d'éther tout à fait comparable à celui relevé au cours des observations d'avri

1921.

L'on fit, également à cette époque, varier considérablement les conditions de l'expérience. L'on fit tourner l'interféromètre dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inverse, en augmentant et diminuant la vitesse de rotation, même en inclinant très fortement l'interféromètre en chargeant l'une de ses extrémités.

On fit les observations et les lectures dans des conditions très diverses, mais les résultats ne furent affectés en rien pardes modifications.

L'appareil fut ensuite renvoyé au Laboratoire de Cleveland

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