Ces disputes fructueuses pour la science

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Comment les idées nouvelles finissent-elles par s'imposer ? Par le débat ! Des discussions parfois vives, surtout lorsqu'elles opposent des savants passionnés et renversent des paradigmes bien établis. Mais toujours argumentées, s'appuyant sur les mesures et les expériences. Exemples avec trois controverses célèbres de l'histoire des sciences.

Cet article est issu du magazine Sciences et Avenir - Les Indispensables n°206, daté juillet/ septembre 2021.

La lumière, instantanée ou de vitesse finie ? Descartes versus Römer

C'est un duel à distance parcourue à la vitesse de la lumière. D'un côté René Descartes (1596-1650). Il pense, comme il l'écrit en 1634 à Isaac Beeckman, autre grand esprit de l'époque, que "la lumière parvient instantanément du corps lumineux à notre œil". Descartes teste son hypothèse sur les éclipses de Lune. Si la lumière met une heure pour parcourir la distance Lune-Terre, un observateur terrestre détectera le début de l'éclipse une heure après les prévisions. Or aucun écart n'est mesuré. Il en conclut que la vitesse de la lumière est infinie. Face à Descartes, une série de géants : Galilée, Römer et Huygens. Galilée (1564-1642) entend résoudre la question des horloges des marins. Ceux-ci calculent en effet leur longitude en notant le décalage horaire entre le moment du passage du Soleil au Sud (midi vrai) et une horloge réglée sur l'heure du méridien de Greenwich. Or les horloges embarquées se dérèglent vite, avec les conséquences que l'on imagine pour la navigation. Il a donc l'idée d'utiliser les éclipses de Io, la petite lune de Jupiter qu'il a repérée quelques années auparavant, à la fois brèves et nombreuses. Problème : les éclipses se produisent parfois plus tôt, parfois plus tard que prévu par les lois du mouvement des planètes élaborées par Kepler. C'est à l'Observatoire de Paris, en 1676, que le Danois Öle Römer fait le lien entre la distance variable entre la Terre et Jupiter, et le décalage de temps des éclipses de Io. L'éclipse se produit plus tard que prévu quand Jupiter est loin de la Terre, et plus tôt quand la géante gazeuse est proche. La lumière ne se propage donc pas instantanément. Il estime qu'elle parcourt une distance égale au diamètre de l'orbite terrestre en 22 minutes (les calculs donnent aujourd'hui 16 min 38 s). Mais il ne calcule pas cette vitesse, car la [...]

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