Part 13

En exprimant une des conditions auxquelles doivent satisfaire les lois naturelles, la théorie de la relativité acquiert pour le moins ce que dans le jargon philosophique on appelle une valeur «heuristique.»

Il n'en est pas moins certain, comme M. Painlevé le montre avec une vigueur et une clarté parfaites, que le principe de la relativité généralisée ainsi considéré, ne saurait suffire à fournir des lois précises. Il serait parfaitement conciliable avec une loi de gravitation où l'attraction serait en raison inverse, non pas du carré, mais de la dix-septième, de la centième puissance, d'une puissance quelconque de la distance.

Pour extraire du principe de la relativité généralisée la loi exacte de l'attraction, il faut y surajouter l'interprétation einsteinienne du résultat de Michelson à savoir: que par rapport à un observateur quelconque la lumière se propage localement avec la même vitesse en tous sens. Il faut surajouter encore diverses hypothèses que M. Painlevé considère comme newtoniennes.

A son exposé critique de la relativité présenté avec éclat devant l'Académie des Sciences, M. Paul Painlevé a ajouté une contribution mathématique précieuse dont le principal résultat est le suivant: on peut trouver d'autres lois de la gravitation que celle indiquée par Einstein et qui toutes correspondent aux conditions einsteiniennes.

Le savant géomètre français en a indiqué plusieurs, une en particulier dont la formule nettement différente de celle d'Einstein, rend compte comme celle-ci et avec précision du mouvement des planètes, du déplacement du périhélie de Mercure, et de la déviation des rayons lumineux près du Soleil.

Cette formule nouvelle correspond à un espace qui est indépendant du temps, et elle n'entraîne pas la conséquence qui dérive de la formule d'Einstein au sujet du déplacement vers le rouge de toutes les raies spectrales du Soleil.

La vérification ou la non vérification de cette conséquence de l'équation d'Einstein dont nous avons dans un chapitre précédent indiqué les difficultés—peut-être insurmontables—en acquiert une importance nouvelle.

Chose remarquable, plusieurs des formules de gravitation données par M. Painlevé conduisent, contrairement à celle d'Einstein, à la conclusion que l'espace reste euclidien lorsqu'on s'approche du Soleil, en ce sens que les mètres ne doivent pas nécessairement se raccourcir.

Tout cela brille à l'horizon de l'astronomie comme l'aurore d'une époque nouvelle où des observations d'un raffinement insoupçonné fourniront les critères délicats, capables d'imposer une forme plus précise, plus exempte d'ambiguïté à la loi de la gravitation. Il y a encore de beaux jours... ou plutôt de belles nuits pour les astronomes.

* * * * *

Pour ce qui est des principes la controverse continuera. Elle doit en définitive aboutir à un dialogue dans le genre de celui-ci.

_Le newtonien_: Admettez-vous qu'en un point de l'Univers très éloigné de toutes masses matérielles, un mobile abandonné à lui-même doit décrire une ligne droite? En ce cas vous reconnaissez l'existence d'observateurs privilégiés, ceux pour lesquels cette ligne est droite. Pour un autre observateur il arrive que cette ligne est une parabole. Donc son point de vue est faux.

_Le relativiste_: Oui, je l'admets, mais en fait, il n'existe aucun point de l'Univers où l'action des masses matérielles éloignées soit nulle. Par conséquent votre mobile abandonné librement n'est qu'une abstraction, et je ne peux fonder la science sur une abstraction invérifiable. Tout l'effort du relativiste est de débarrasser la science de ce qui n'a pas un sens expérimental.

Quant à l'observateur qui voit le mobile supposé décrire une ligne parabolique, il interprétera son observation en disant que le mobile est dans un champ de gravitation.

_Le newtonien_: Vous êtes donc obligé d'admettre que très loin de toute matière, très loin de tous les astres, il peut exister ce que vous appelez un champ de gravitation, que celui-ci varie selon la vitesse de l'observateur, et qu'il pourra être très intense en dépit de la distance des astres et même croître parfois avec cette distance. Ce sont des hypothèses étranges et absurdes.

_Le relativiste_: Elles sont étranges mais je vous défie de démontrer qu'elles sont absurdes. Elles le sont moins que de localiser et mettre en mouvement un point isolé et indépendant de toute masse matérielle.

_Le newtonien_: Quant à moi j'imagine très bien un point matériel unique dans l'Univers, et qui y posséderait une certaine position et une certaine vitesse.

_Le relativiste_: Pour moi, au contraire, si un tel point matériel existait, il serait absurde et impossible de parler de sa position et de son mouvement. Ce point n'aurait ni position, ni mouvement, ni immobilité. Ces choses ne peuvent exister que par rapport à d'autres points matériels.

_Le newtonien_: Tel n'est pas mon avis.

_Le spectateur impartial_: Pour savoir qui a raison il faudrait faire une expérience sur un point matériel soustrait à l'action du reste de l'Univers. Pouvez-vous, messieurs, faire cette expérience?

_Le newtonien et le relativiste_ (_ensemble_): Non, hélas!

_Le métaphysicien_ (_survenant comme le troisième larron de la fable_): Pour lors, messieurs, je vous engage à retourner à vos télescopes, à vos laboratoires et à vos tables de logarithmes. Le reste me regarde.

_Le newtonien et le relativiste_ (_ensemble_): En ce cas nous sommes bien sûrs de ne jamais rien apprendre de plus là-dessus que ce que nous savons et croyons déjà.

* * * * *

Au demeurant, on ne saurait s'exagérer l'importance des clartés nouvelles projetées dans la question de la relativité par l'intervention de M. Paul Painlevé à l'Académie des Sciences. Le retentissement en sera immense et durable.

L'admirable synthèse einsteinienne en sera-t-elle abattue? S'ébranlera-t-elle jusqu'à crouler sous les controverses, les doutes, les incertitudes dont nous venons de donner un bref aperçu? Je ne le crois pas.

Quand Christophe Colomb a découvert l'Amérique, on eut beau jeu de lui dire que ses prémisses étaient fausses et que s'il n'avait cru partir pour les Indes, il n'eût jamais atteint un continent nouveau. Il aurait pu répondre à la manière de Galilée: «Et pourtant je l'ai découvert.»

Celle qui donne de beaux résultats est toujours une bonne méthode.

Dès qu'il s'agit de plonger _au fond de l'inconnu pour trouver du nouveau_, dès qu'il s'agit de savoir plus et mieux, la fin justifie les moyens.

En montrant du doigt l'optique, la mécanique, la gravitation liées solidement en une neuve gerbe, la déviation de la lumière par la gravité qu'il a annoncée contre toute attente, les anomalies de Mercure qu'il a le premier expliquées, la loi de Newton qu'il a embellie et précisée, Einstein aurait le droit de s'écrier avec quelque orgueil: «Voilà ce que j'ai fait.»

Les voies par lesquelles il a obtenu tous ces résultats admirables ne sont pas exemptes, dit-on, de détours assez fâcheux et de fondrières. C'est donc que plusieurs chemins, et même imparfaits, peuvent mener à Rome et à la vérité. L'essentiel est d'y parvenir. Et ici la vérité, ce sont des faits anciens rapprochés par une harmonie supérieure, ce sont des faits nouveaux annoncés en des équations prophétiques et vérifiés de la manière la plus surprenante.

Si la discussion des principes, si la théorie qui n'est que la servante du savoir, hoche un peu devant l'œuvre d'Einstein ses épaules serviles et infidèles, du moins l'expérience, source unique de toute vérité, lui a donné raison.

On découvre aujourd'hui des formules brillantes que n'avait pas prévues Einstein pour expliquer l'anomalie de Mercure, et la déviation de la lumière. C'est bien, mais on ne saurait oublier que la première de ces formules exactes, celle d'Einstein, a audacieusement précédé la vérification.

Dans la bataille contre l'éternel ennemi, l'Inconnu, des tranchées nouvelles ont été conquises. Certes, il importe de les organiser et de creuser des cheminements qui y accèdent plus directement. Mais il faudra demain marcher encore de l'avant, gagner encore du terrain. Il faudra, par quelque détour théorique que ce soit, annoncer d'autres faits nouveaux, imprévus et vérifiables. C'est ainsi qu'a fait Einstein.

Si c'est une faiblesse pour la doctrine einsteinienne de dénier toute objectivité, tout privilège à l'un quelconque des systèmes de référence... tout en utilisant un tel système pour les besoins du calcul, cette faiblesse du moins aurait été aussi celle d'Henri Poincaré.

Jusqu'à sa mort il s'est insurgé vigoureusement contre la conception newtonienne. L'adhésion de ce puissant esprit qu'on retrouve à tous les carrefours des découvertes modernes, suffirait à assurer le respect à la doctrine relativiste.

D'un côté s'il y a Newton, devant qui se dresse maintenant un défenseur ardent et persuasif, armé d'un vif génie mathématique, Paul Painlevé, de l'autre il y a Einstein et près de lui Henri Poincaré. Déjà l'histoire de part et d'autre de la même barricade nous avait montré Aristote contre Épicure, Copernic contre les scholastiques.

Bataille éternelle d'idées qui est peut-être sans issue, si, comme le croyait Poincaré, le principe de relativité n'est au fond qu'une convention que l'expérience ne peut prendre en défaut parce que, appliquée à l'Univers entier, elle est invérifiable.

Ce qui prouve que la doctrine einsteinienne est forte et vraie, c'est qu'elle est féconde. Les êtres nouveaux dont elle a peuplé la science, et qui sont les découvertes amenées et prédites par elle, sont-ils des enfants légitimes? Les newtoniens disent que non. Mais dans une science bien faite comme dans un état idéal, ce qui importe ce sont les enfants, ce n'est pas leur légitimité.

Du moins la vigoureuse contre-offensive de M. Paul Painlevé aura ramené dans leurs lignes les zélateurs trop pressés de l'évangile nouveau, qui déjà pensaient avoir pulvérisé, sans espoir de revanche, toute la science classique.

Chacun reste maintenant sur ses positions, et il n'est plus question de considérer comme un enfantillage barbare la conception newtonienne du monde.

En face une autre conception se dresse et voilà tout. Entre elles la bataille est indécise et peut-être le sera toujours, les armes capables de déclencher la victoire devant rester à jamais scellées dans l'arsenal métaphysique.

* * * * *

Quoi qu'il advienne, la doctrine d'Einstein possède une puissance de synthèse et de prévision qui nécessairement fondra son majestueux ensemble d'équations dans la science de demain.

M. Émile Picard, secrétaire perpétuel de l'Académie des Sciences, qui est un des esprits lumineux et profonds de ce temps, s'est demandé si c'est un progrès de «chercher à ramener, comme l'a fait Einstein, la Physique à la Géométrie».

Sans nous attarder à cette question qui est peut-être insoluble, comme toutes les questions spéculatives, nous conclurons avec l'illustre mathématicien que seuls importent l'accord des formules finales avec les faits et le moule analytique où la théorie enferme les phénomènes.

Considérée sous cet angle, la théorie d'Einstein a la solidité de l'airain. Son exactitude consiste dans sa force explicative et dans les découvertes expérimentales prédites par elle et aussitôt réalisées.

Ce qui change dans les théories ce sont les images qu'on se crée des objets entre lesquels la science découvre et établit des rapports. Parfois on remplace ces images, mais les rapports restent vrais s'ils reposent sur des faits bien observés.

Grâce à ce fonds commun de vérité, les théories les plus éphémères ne meurent pas tout entières. Elles se transmettent, comme le flambeau des coureurs antiques, la seule réalité accessible: les lois qui expriment les rapports des choses.

Il arrive aujourd'hui que deux théories tiennent ensemble dans leurs mains jointes le flambeau sacré. La vision einsteinienne et la vision newtonienne du monde en sont deux reflets véridiques. Ainsi les deux images polarisées en sens contraire, que le spath d'Islande nous montre à travers son étrange cristal, participent toutes deux de la lumière du même objet.

Tragiquement isolé, prisonnier de son «moi», l'homme a fait un effort désespéré pour «sauter par-dessus son ombre», pour étreindre le monde extérieur. De cet effort a jailli la Science dont les antennes merveilleuses prolongent subtilement nos sensations. Ainsi nous avons approché par endroits les brillantes parures de la réalité. Mais, à côté du mystère rémanent, les choses qu'on sait sont aussi petites que les étoiles du Ciel par rapport à l'abîme où elles flottent.

Einstein au fond de l'inconnu nous a dévoilé des clartés nouvelles.

Il est, et restera un des phares de la pensée humaine.

[Cul-de-lampe]

TABLE DES MATIÈRES

Pages.

INTRODUCTION 5

_CHAPITRE PREMIER_ LES MÉTAMORPHOSES DE L'ESPACE ET DU TEMPS

Pour écarter les difficultés mathématiques.—Les piliers de la connaissance.—Le Temps et l'Espace absolus d'Aristote à Newton.—Le Temps et l'Espace relatifs d'Épicure à Poincaré et Einstein.—La Relativité classique.—Antinomie de l'aberration des étoiles et de l'expérience de Michelson. 9

_CHAPITRE DEUXIÈME_ LA SCIENCE DANS UNE IMPASSE

La vérité scientifique et les mathématiques.—Le rôle exact d'Einstein.—L'expérience de Michelson, nœud gordien de la Science.—Les hésitations de Poincaré.—L'hypothèse étrange mais nécessaire de Fitzgerald-Lorentz.—La contraction des corps en mouvement.—Difficultés philosophiques et physiques. 27

_CHAPITRE TROISIÈME_ LA SOLUTION D'EINSTEIN

Rejet provisoire de l'éther.—Interprétation relativiste de l'expérience de Michelson.—Nouvel aspect de la vitesse de la lumière.—Explication de la contraction des corps en mouvement.—Le temps et les quatre dimensions de l'espace.—L'«Intervalle» einsteinien seule réalité sensible. 53

_CHAPITRE QUATRIÈME_ LA MÉCANIQUE EINSTEINIENNE

La mécanique fondement de toutes les sciences.—Pour remonter le cours du temps.—La vitesse de la lumière est une limite infranchissable.—L'addition des vitesses et l'expérience de Fizeau.—Variabilité de la masse.—La balistique des électrons.—Gravitation et lumière des microcosmes atomiques.—Matière et énergie.—La mort du Soleil. 78

_CHAPITRE CINQUIÈME_ LA RELATIVITÉ GÉNÉRALISÉE

La pesanteur et l'inertie.—Ambiguïté de la loi de Newton.—Équivalence de la gravitation et d'un mouvement accéléré.—L'obus de Jules Verne et le principe d'inertie.—Pourquoi les rayons lumineux gravitent.—Comment on pèse les rayons des étoiles.—Une éclipse d'où jaillit la lumière. 113

_CHAPITRE SIXIÈME_ CONCEPTION NOUVELLE DE LA GRAVITATION

Géométrie et réalité.—La géométrie d'Euclide et les autres.—Contingence du criterium de Poincaré.—L'univers réel n'est pas euclidien mais riemannien.—Les avatars du nombre π.—Le point de vue de l'ivrogne...—Lignes droites et géodésiques.—La nouvelle loi d'attraction universelle.—L'anomalie de la planète Mercure expliquée.—Théorie gravitationnelle d'Einstein. 142

_CHAPITRE SEPTIÈME_ L'UNIVERS EST-IL INFINI?

Kant et le nombre des astres.—Étoiles éteintes et nébuleuses obscures.—Extension et aspect de l'Univers astronomique.—Diverses sortes d'Univers.—Le calcul de Poincaré.—Définition physique de l'Infini.—L'Infini et l'Illimité.—Stabilité et courbure de l'espace-temps cosmique.—Étoiles réelles et étoiles virtuelles.—Diamètre de l'Univers einsteinien.—L'hypothèse des bulles d'éther. 171

_CHAPITRE HUITIÈME_ SCIENCE ET RÉALITÉ

L'absolu einsteinien.—La Révélation par la science.—Discussion des bases expérimentales de la relativité.—Autres explications possibles.—Arguments en faveur de la contraction réelle de Lorentz.—L'espace newtonien peut être distinct de l'espace absolu.—Le réel est une forme privilégiée du possible.—Deux attitudes en face de l'inconnu. 186

_CHAPITRE NEUVIÈME_ EINSTEIN OU NEWTON?

Discussion récente du relativisme à l'Académie des Sciences.—Les indices de l'espace privilégié de Newton.—Le principe de causalité base de la science.—Examen des objections de M. Painlevé.—Arguments newtoniens et échappatoires relativistes.—Les formules de gravitation de M. Painlevé.—Fécondité de la doctrine einsteinienne.—Deux conceptions du monde.—Conclusion. 202

IMPRIMERIE PAUL BRODARD COULOMMIERS

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Corrections

Page 23: «ont» remplacé par «dont» (emporte avec elle l'eau dont elle est imbibée). Page 43: «Ftizgerald» par «Fitzgerald» (Cela provient, d'après Fitzgerald et Lorentz). Page 53: «qu» par «qui» (sert de support aux rayons qui nous viennent du Soleil). Page 89: «celles» par «celle» (beaucoup plus petites que celle de la lumière). Page 117: «es» par «les» (Mais les relativistes pensent que). Page 123: «Ommia» par «Omnia» (Omnia quapropter debent per inane quietum). Page 128: «âchent» par «lâchent» (ils lâchent en l'air une assiette). Page 160: «remaquable» par «remarquable» (a ceci de remarquable qu'elle est le chemin le plus court). Page 193: «mobille» par «mobile» (la vitesse du mobile par rapport à l'éther). Page 197: «es» par «les» (les événements de notre Univers particulier). Page 197: «un» par «en» (peut très bien être en mouvement dans l'espace qui l'entoure). Page 198: «agnoticisme» par «agnosticisme» (l'agnosticisme qui nous dénie toute emprise sur l'absolu). Page 204: «ciences» par «Sciences» (l'Académie des Sciences).

End of Project Gutenberg's Einstein et l'univers, by Charles Nordmann