L'éther des physiciens existe-t-il ?

Auteur(s) :

Samueli, Jean-Jacques Découvrir l'auteur

Résumé

Histoire abrégée des différents concepts d'éther, illustrée par des extraits de quelques textes majeurs ainsi que par la reproduction de pages de titre des publications originales citées.

Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- imp. 2011
Notes
- La couv. porte en plus : "Ecrits sur l'éther, du "Sensorium Dei"de Newton à l'éther d'Einstein et à celui de Dirac"
- Bibliogr. p. 427-434
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (440 p.) : ill. ; 24 cm
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-7298-6418-7
Indice
- 53(091) Physique générale. Histoire
Quatrième de couverture
- Einstein avait cru pouvoir affirmer en 1938 :
  L'éther ne représente plus un milieu constitué par des particules. Son histoire, loin d'être finie, est continuée par la théorie de la relativité.
  En fait, il faudrait plutôt paraphraser Einstein, et dire, aujourd'hui : l'histoire de l'éther, loin d'être Finie, se continue par les évolutions de la théorie de la relativité, de la théorie quantique des champs, du concept de dualité onde-corpuscule et peut-être par la théorie des cordes.
  En fait, l'histoire de l'hypothèse de l'éther se confond presque avec l'histoire de la physique. On a supposé l'existence d'un éther depuis l'Antiquité, mais les propriétés qu'on lui a attribuées ont beaucoup évolué avec le temps et les découvertes relatives, essentiellement, à la lumière et à l'électromagnétisme.
  Il faut insister immédiatement sur le fait que l'on doit historiquement prendre en compte plusieurs concepts d'éther et que lesdits concepts sont plus ou moins liés à ceux de vide et d'espace. De plus, la situation est compliquée par le fait que l'idée d'un éther omniprésent a pu naturellement se confondre avec celle de référentiel absolu permettant de décrire tous les mouvements des corps mobiles (y compris en rotation). Enfin, la recherche de l'origine de la gravitation a, elle aussi, fait appel à l'éther, si bien que la relativité générale, aujourd'hui, lie effectivement l'espace et la gravitation, le vide devenant matériel et la matière créant l'espace.
  L'éther existe-t-il ? Oui, répondent les physiciens aujourd'hui. Parmi eux, la plupart indiquent qu'en théorie quantique des champs, le vide, doté de propriétés spécifiques, constitue le support de toutes les interactions (sauf la gravitation) et qu'en conséquence, il peut être qualifié d'éther. D'autres vont plus loin ; ils réfutent le principe de localité de la relativité restreinte pour expliquer certaines expériences comme celle du « choix retardé » de Wheeler et considèrent comme possible un éther du type de celui de Lorentz.
  On trouvera dans le présent ouvrage une histoire abrégée des différents concepts d'éther illustrée par des extraits de quelques textes majeurs ainsi que par la reproduction de pages de titre des publications originales citées.
Tables des matières
- - L'éther des physiciens existe-t-il ?
  - Jean-Jacques Samueli
  - ellipses
  - Introduction3
  - Le concept d'éther et sa définition3
  - 1. L'éther de l'Antiquité au début du XIX^e siècle11
  - 1.1. L'éther d'Aristote11
  - 1.2. L'éther luminifère12
  - 1.3. L'éther de Descartes, Malebranche et Huygens12
  - 1.3.1. Descartes12
  - 1.3.2. Malebranche16
  - 1.3.3. La théorie ondulatoire de la lumière17
  - 1.3.3.1. La diffraction17
  - 1.3.3.2. La double réfraction17
  - 1.3.3.3. L'optique ondulatoire de Huygens18
  - 1.4. La découverte de la polarisation28
  - 1.5. L'éther d'Euler29
  - 1.6. L'éther de Jean Bernouilli le jeune (1710-1790)30
  - 2. Le Sensorium Dei de Newton33
  - 2.1. Le texte de Newton33
  - 2.2. Les circonstances de la publication de la correspondance Leibniz-Clarke38
  - 2.3. La dispute entre Leibniz et Newton sur le plan de la physique41
  - 3. La physique de Newton45
  - 3.1. L'éther luminifère selon Newton46
  - 3.2. La lettre de Newton à Boyle de 167948
  - 3.3. L'éther, repère absolu dans la mécanique newtonienne49
  - 3.4. Les mouvements absolus et relatifs dans la mécanique de Newton52
  - 3.5. Les théorèmes de Huygens sur la force centrifuge résultant du mouvement circulaire57
  - 3.6. Les autres occurrences du concept d'éther dans l'oeuvre de Newton60
  - 4. La vitesse de la lumière et l'aberration des étoiles65
  - 4.1. L'évaluation de la vitesse de la lumière par Römer en 167665
  - 4.2. L'aberration des étoiles fixes67
  - 4.2.1. La découverte par Bradley67
  - 4.2.2. Calcul de l'aberration des étoiles fixes70
  - 4.2.3. La théorie de Stokes relative à l'aberration72
  - 4.2.4. La formule relativiste de l'aberration74
  - 5. L'Optique et l'éther de Young77
  - 5.1. L'expérience des fentes de Young78
  - 5.2. Interprétation quantique80
  - 6. L'hypothèse de l'entraînement de l'éther83
  - 6.1. L'éther et la vitesse de la lumière dans les milieux réfringents84
  - 6.2. L'hypothèse d'entraînement partiel de l'éther selon Fresnel84
  - 7. Les travaux de Fresnel93
  - 8. L'expérience cruciale de Léon Foucault103
  - 9. Le concept de ligne de force de Faraday et sa relation avec l'éther109
  - 9.1. Les lignes de force de Cabeo à Faraday109
  - 9.2. Les travaux initiaux de William Thomson112
  - 10. Les théories de l'éther considéré comme un solide élastique115
  - 10.1. Les équations de Navier et de Poisson115
  - 10.2. Les théories successives de l'éther luminifère de Cauchy117
  - 10.2.1. Les mémoires de 1828 et 1830117
  - 10.2.2. Le mémoire sur la dispersion de 1836121
  - 10.2.3. L'éther contractile123
  - 10.3. L'éther de George Green123
  - 10.4. L'éther de James MacCullagh124
  - 10.5. L'éther universel de Joseph Boussinesq124
  - 11. Les premières expériences125
  - 11.1. Les expériences sur la vitesse de la lumière dans les milieux réfringents125
  - 11.1.1. L'expérience de Fizeau125
  - 11.2. Les expériences destinées à détecter un vent d'éther126
  - 11.2.1. L'expérience de Hoek127
  - 11.3. L'effet Sagnac128
  - 11.4. La contribution d'Elie Mascart130
  - 11.5. Les expériences du second ordre en v/c130
  - 11.5.1. L'expérience de Michelson-Morley130
  - 11.5.2. L'expérience de Trouton et Noble134
  - 11.6. Les expériences d'électrodynamique des corps en mouvement141
  - 12. L'éther à la fin du XIX^e siècle143
  - 12.1. L'éther de William Thomson143
  - 12.2. L'éther de Joseph Larmor144
  - 12.3. L'éther de George FitzGerald145
  - 12.4. L'éponge de Vortex (Vortex Sponge) d'O. Lodge146
  - 12.5. L'éther de Hertz147
  - 12.6. L'éther de Drude148
  - 12.7. Les doutes de Rowland150
  - 12.8. Les idées de J.J. Thomson150
  - 12.9. L'éther de Paul Langevin157
  - 12.10. L'éther d'Emil Weichert157
  - 13. L'électromagnétisme de Maxwell159
  - 13.1. L'élaboration du traité de 1873159
  - 13.2. L'éther de Maxwell168
  - 13.3. La jauge de Lorentz169
  - 13.4. Le modèle mécanique d'éther169
  - 13.5. Comparaison de la théorie électromagnétique de la lumière avec la théorie élastique184
  - 14. L'éther de H.A. Lorentz185
  - 14.1. Vers les transformations de Lorentz185
  - 14.2. La théorie des électrons de Lorentz192
  - 14.3. Les équations de Maxwell-Lorentz commentées par W. Ritz194
  - 14.4. Les conséquences de la théorie de Lorentz sur la représentation de l'éther199
  - 15. L'action à distance versus la vitesse finie de la propagation du champ électromagnétique201
  - 15.2. Les vibrations de la lumière de Ludwig Lorenz202
  - 15.3. L'éther conducteur de Ludwig Lorenz204
  - 15.4. Les commentaires de Poincaré sur l'électrodynamique205
  - 16. Rappels de notions de physique219
  - 16.1. Les Ondes219
  - 16.2. Les lignes de force et le champ219
  - 16.3. Le lagrangien220
  - 16.4. L'Hamiltonien221
  - 16.5. Les crochets de Lagrange, de Poisson et de Dirac221
  - 16.5.1. La théorie de la variation des constantes arbitraires de Lagrange222
  - 16.5.2. Les contributions de Poisson à la théorie de la variation des constantes arbitraires224
  - 16.5.3. Les crochets de Dirac225
  - 16.6. Les groupes226
  - 16.7. Les théories de jauge227
  - 17. La relativité restreinte231
  - 17.1. Les travaux initiaux de H.A. Lorentz231
  - 17.2. Les travaux de Poincaré236
  - 17.3. La formule d'addition des vitesses et la cinématique de la relativité restreinte dans les travaux de Poincaré245
  - 17.4. La publication des Rendiconti249
  - 17.5. La première publication d'Einstein sur la relativité restreinte251
  - 17.6. Comparaison des formalismes de Poincaré et d'Einstein263
  - 17.7. Les formules de la relativité restreinte267
  - 17.8. L'espace-temps en relativité restreinte270
  - 17.9. Le mémoire de Max von Laue272
  - 18. L'électromagnétisme de Walther Ritz277
  - 18.1. Les recherches critiques sur l'électrodynamique277
  - 18.2. Du rôle de l'éther en physique280
  - 19. La relativité générale d'Einstein293
  - 19.1. Les travaux préliminaires à la relativité générale (1907-1911)293
  - 19.2. La période 1912-1915297
  - 19.3. L'apport de Lorentz303
  - 19.3.1 La gravitation303
  - 19.3.2. La covariance305
  - 19.3.3. Principe de Hamilton306
  - 19.3.4. L'éther de Lorentz307
  - 19.4. Premières vérifications expérimentales de la relativité générale309
  - 19.4.1. L'avance du périhélie de Mercure310
  - 19.4.2. La déviation des rayons lumineux311
  - 19.4.3. Le décalage vers le rouge314
  - 19.5. Analyse du mémoire d'Einstein : Die grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie, 1916314
  - 20. L'éther d'Einstein321
  - 20.1. Le papier initial de 1905332
  - 20.2. Le principe de relativité et ses conséquences sur la physique moderne, de 1910323
  - 20.3. La théorie de la relativité générale de 1916332
  - 20.4. Le dialogue au sujet des objections contre la théorie de la relativité, 1918334
  - 20.5. Le mémoire Aether et relativité de 1920334
  - 20.6. Sur l'éther (Über den Äther), 1924344
  - 20.7. Comment je vois le monde 1934345
  - 20.8. L'évolution des idées en physique, 1938347
  - 21. L'inertie et l'éther de Mach349
  - 21.1. Le principe d'inertie de Mach349
  - 21.2. Les cosmologies relativistes354
  - 21.2.1. La loi de Hubble356
  - 21.2.2. L'univers de De Sitter357
  - 21.2.3. La cosmologie non statique d'Alexander Friedmann357
  - 22. Les théories de De Broglie et De Broglie-Bohm de l'onde-pilote361
  - 22.1. La mécanique ondulatoire de De Broglie361
  - 22.2. Les théories de l'onde-pilote ou théorie de la double solution364
  - 22.3. Les ondes de matière de Louis de Broglie364
  - 23. Les travaux de P.A.M. Dirac371
  - 23.1. L'électrodynamique quantique de Dirac371
  - 23.1.1. La mécanique des q-nombres371
  - 23.1.2. Les équations de Dirac de la mécanique quantique373
  - 23.2. L'équation de Klein-Gordon377
  - 23.3. Développement de Fourier378
  - 23.4. La deuxième quantification379
  - 23.5. La théorie quantique des champs et la renormalisation379
  - 23.6. L'éther de Dirac382
  - 24. Le fond diffus cosmologique, référentiel inertiel privilégié385
  - 24.1. La nucléosynthèse primordiale385
  - 24.2. Le Big Bang386
  - 24.3. L'origine du fond diffus cosmologique et sa découverte390
  - 24.4. Le fond diffus cosmologique, repère privilégié396
  - 25. Le paradoxe EPR, la flèche du temps et l'éther397
  - 25.1. Conceptions classique et quantique de la matière397
  - 25.2. L'interprétation de Bohr de la mécanique quantique399
  - 25.3. Le paradoxe EPR403
  - 25.4. Le théorème de Bell408
  - 25.5. L'expérience Aspect410
  - 25.6. L'approche de Bohm du paradoxe EPR411
  - 25.7. L'inégalité de Leggett-Garg411
  - 25.8. La flèche du temps412
  - 25.8.1. La réversibilité des équations de Maxwell-Lorentz413
  - 25.8.2. L'expérience CPLEAR du CERN et la flèche du temps à l'échelle microscopique414
  - 25.9. L'expérience de pensée de Wheeler du choix retardé415
  - 26. Le vide, éther de la physique quantique et l'énergie du vide417
  - 26.1. Le vide de Dirac417
  - 26.2. Le vide de la théorie quantique des champs418
  - 26.3. Le vide est l'éther de la physique quantique419
  - 26.4. L'énergie du vide421
  - 26.4.1. Énergie du vide et énergie noire421
  - 26.4.2. La constante cosmologique ou énergie noire422
  - 26.5. La matière noire423
  - 26.5.1. La quintessence423
  - 26.5.2. Les axions423
  - Conclusion425
  - Bibliographie427
Origine de la notice:
- FR-751131015