Avant Einstein, le principe de relativité vient de Galilée, puis de Newton. Il s'applique alors et pour longtemps, jusqu'à Einstein, aux particules matérielles, aux objets mobiles : les vitesses « s'ajoutent », c'est l'histoire du voyageur qui marche dans le train et du type sur le quai qui le regarde. Mais si notre voyageur a une lampe de poche à la main ?
Lumière et relativité, c'est précisément le sujet de ce livre. Le principe de relativité pose problème pour la lumière. Fresnel, Maxwell, Lorentz, Poincaré, Michelson et Morley, et bien d'autres encore se sont penchés sur la question. Les vitesses ne s'ajoutent plus, l'« aberration » s'y oppose. À l'université, on ânonne sans trop comprendre : « la vitesse de la lumière est indépendante de celle de sa source ». Le principe de relativité jeté aux orties, l'éther entre en scène, un mot savant dont on n'a jamais vraiment su ce qu'il recouvre : un désastre !
Étrangement, personne n'est jamais vraiment allé voir ce que l'on en pensait « avant », avant Einstein, avant Poincaré, avant Maxwell. Pourtant, quelques savants austères et ignorés, John Michell, Robert Blair et d'autres encore, s'y sont intéressés, de très près. Newtoniens impénitents, ces « philosophes de la nature » ont tout simplement traité la lumière comme faite de vulgaires particules matérielles : des « corpuscules lumineux ». Mais ce sont gens sérieux et ils se sont basés sur leurs Classiques, Galilée, Newton et ses Principia où déjà l'on trouve des idées intéressantes. À la fin du XVIIIe siècle, au siècle des Lumières (si bien nommé en l'occurrence !), en Angleterre, en Écosse, en Prusse et même à Paris, une véritable balistique de la lumière sous-tend silencieusement la théorie de l'émission, avatar de la théorie corpusculaire de la lumière de Newton. Lus à la lumière ( !) des théories aujourd'hui acceptées, les résultats ne sont pas minces :
Toute une préhistoire émerge ainsi ! Une physique des rapports entre la lumière, la relativité, la gravitation... De très nombreux tests, expériences et effets aujourd'hui bien connus, peuvent s'y lire. Il s'agit de rien moins que d'une cinématique classique (galiléo-newtonienne) de la lumière, cohérente avec le principe de relativité et donc comparable par anticipation avec la cinématique einsteinienne.
Il y manque bien sûr - et ce n'est pas rien ! - l'étrange loi de composition des vitesses (qui ne s'ajoutent plus si simplement) de Lorentz et l'interprétation plus tardive de Minkowski, qu'Einstein lui-même eut bien du mal à accepter. On y trouve aussi l'effet Doppler-Fizeau, découvert avec toutes ses conséquences, soixante ans avant la publication de son soi-disant inventeur ; les corps obscurs, ancêtres des trous noirs ; la déviation des rayons lumineux soumis à la gravité d'une étoile, et pour faire bonne mesure, l'effet « Einstein » de décalage des raies spectrales dans un champ de gravitation... Encore faut-il y regarder de près, sortir de leur gangue des articles incompris, des expériences oubliées, et aussi un manuscrit tout simplement fantastique, mais jamais publié, celui de Blair, savant inconnu qui n'a encore jamais eu l'honneur des ouvrages savants.
Les « relativités » d'Einstein, cinématique einsteinienne et théorie de la gravitation, ont la triste réputation d'être difficiles... Ne remettent-elles pas en cause des notions familières ? Leur « refonte » est d'autant plus nécessaire. Cette préhistoire en est un nouvel acte qui offre un autre chemin vers ces théories délicates. Mais ce chemin, aussi long soit-il, est un raccourci, qu'il est temps, cent ans après « la » relativité d'Einstein, de découvrir et d'explorer.
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