Sur la " vitesse " de la lumière et sa mesure : disparition des étalons d'espace et de temps ; l'étalon de mouvement

Bernard Guy (1)

1 GSE-ENSMSE - Département GéoSciences et Environnement

La vitesse de la lumière dans le vide n'est plus aujourd'hui une vitesse au sens où l'on disposerait déjà d'étalons d'espace et de temps indépendants d'elle, qui permettraient d'en faire la mesure. C'est au contraire la propagation de la lumière qui fournit de nos jours les étalons d'espace et de temps (qui reviennent au même étalon via le postulat c = cste). Par rapport aux pratiques plus anciennes, il y a ainsi un double changement : 1) changement d'ordre de priorité : la propagation de la lumière " précède " les étalons d'espace et de temps ; 2) changement du nombre d'étalons : on passe de deux étalons (espace et temps) à un seul. Il y a continuité entre ces pratiques. Pour le montrer, on fait correspondre au mètre et à la seconde dans leur définition ancienne des portions de mouvement de la lumière, évaluant ainsi deux grandeurs de natures a priori différentes par la même jauge. La " vitesse " de la lumière a alors deux valeurs : 299 792 458 m/s exprimant le ratio (figé par décret) entre les deux anciens étalons, comme deux " objets " particuliers de notre monde et désignés comme tels ; et c = 1, exprimant aujourd'hui qu'elle n'a pas de nombre, c'est elle qui permet de mesurer. Parler de la " constance de la vitesse de la lumière " c'est exprimer une tautologie, mais pouvoir " constater " cette dernière nous rassure quant au savoir-faire remarquable des physiciens, et à l'efficacité du bouclage entre les pratiques et les choix d'écriture des équations. Ces points de vue se raccordent avec ceux de l'auteur sur l'identité de substance entre espace et temps. On peut pour cette substance utiliser indifféremment le vocabulaire et les unités du temps ou de l'espace : une portion de mouvement relie de façon indissociable un aspect temporel (le procès du mouvement) et un aspect spatial (l'amplitude du mouvement). Dans ce contexte, il est plus approprié de dire qu'il n'y a plus d'étalons d'espace ni de temps et que la seconde est l'étalon de mouvement. Et de dire qu'une vitesse est le ratio d'un mouvement à l'étalon de mouvement (nous montrons alors la continuité entre les définitions anciennes et nouvelles de la vitesse).

Mots clés: espace; temps; mouvement; vitesse; lumière; vitesse de la lumière; théorie de la relativité; constance de la vitesse de la lumière; récursivité; étalons; étalon de vitesse; étalon de mouvement; mètre étalon; seconde étalon; mouvement de référence; la seconde est l'étalon de mouvement

Domaines: Physique Générale [physics.gen-ph]

Bernard Guy. Sur la " vitesse " de la lumière et sa mesure : disparition des étalons d'espace et de temps ; l'étalon de mouvement. 2013. ⟨hal-00814874⟩