Comment le jeune et ambitieux Einstein s'est approprié la Relativité restreinte de Poincaré

siècle, à imposer la théorie ondulatoire de la lumière. Le premier est Thomas
Young (1773-1829) qui découvre les interférences lumineuses lors de sa fameuse
expérience dite des « trous d’Young ». Il démontre alors que l’addition
de deux lumières, représentées par des mouvements vibratoires, peut engendrer l’obscurité
observée dans les franges d’interférences, ce qui établit définitivement le
caractère ondulatoire de la lumière.
    Mais Young est trop en avance sur son temps et ses idées
restent enfouies dans les in-folios de la Royal Society jusqu’à ce qu’une
nouvelle génération soit parvenue à faire les mêmes découvertes et à prouver l’exactitude
de ses assertions. C’est au second de ces savants, Augustin Fresnel (1788-1827),
que Young est redevable de la restitution de ses découvertes. Fresnel étend les
idées de Young à la diffraction qui est mise en équation à partir de la théorie
ondulatoire de Huygens.
     
    Dans l’ombre jaillit la lumière
    Cependant, sa théorie et ses calculs n’emportent pas
immédiatement l’adhésion que Fresnel espère. Lorsqu’il présente, en 1819, ses
travaux à l’Académie des Sciences, un certain scepticisme l’accueille car la
théorie corpusculaire de Newton est toujours puissante. Aussi un célèbre
mathématicien, Poisson, après avoir réalisé un calcul de diffraction due à un
petit écran circulaire, à partir de la théorie de Fresnel, en déduit qu’il doit
théoriquement exister un point lumineux au centre de l’ombre géométrique
produite par cet écran, et dont l’éclairement doit être identique à celui qui
aurait eu lieu si l’écran n’existait pas, résultats qui paraissent impossibles.
Fresnel fait l’expérience et Poisson doit constater qu’il en est bien ainsi que
ses propres calculs l’ont démontré. Après la séance d’avril 1819 de l’Académie
des sciences, la théorie ondulatoire de la lumière paraît définitivement admise.
Un spectre invisible et chaleureux
    Les phénomènes de réfraction par un prisme montrent que la
lumière blanche envoyée généreusement par Phœbus, notre Soleil, est un mélange
de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel qui parfois dessine sa grande arche
lorsqu’il pleut à l’horizon. C’est encore le chevalier Newton qui montra que
les rayons de lumière qui diffèrent en couleur, diffèrent également en degré de
réfrangibilité, c’est-à-dire, selon la définition qu’il en donne : « en
leur disposition à être rompus ou détournés de leur chemin en passant d’un
corps ou milieu transparent, dans un autre ».
    Les rayons du Soleil transportent de la chaleur, ainsi que
chacun le constate sur sa peau ou en s’amusant à enflammer un papier en
concentrant des rayons à l’aide d’une loupe. Mais cette chaleur n’est pas
essentiellement véhiculée par les rayonnements visibles. C’est l’astronome
britannique, sir William Herschel (1738-1822), l’un des fondateurs de l’astronomie
moderne, qui découvre qu’au-delà du spectre solaire étalé par un prisme, il
existe un rayonnement invisible pour l’œil.
    L’expérience est simple mais encore fallait-il la réaliser. Après
avoir décomposé le rayonnement solaire en ses différentes couleurs, à l’aide d’un
prisme, Herschel laisse s’échauffer durant un certain temps le mercure d’un
thermomètre porté à chaque emplacement d’une couleur donnée ; il constate
que les températures atteintes sont différentes selon la couleur. Puis il a la
curiosité de placer son thermomètre en dehors de la partie éclairée, allant
au-delà du rouge, et il a la surprise de constater que la température monte
plus encore. Il en déduit qu’un rayonnement invisible et inconnu engendre cette
élévation de température ; il vient de découvrir, en 1789, ce qu’on
appelle le rayonnement infrarouge qui véhicule effectivement une grande partie
de la chaleur que nous recevons du soleil.
    Ce rayonnement invisible est intégré dans une théorie
synthétique extraordinaire de l’électromagnétisme et de la lumière que réalise
un autre Britannique, James Clerk Maxwell (1831-1879). En 1864, il énonce une
théorie générale du champ électromagnétique qui permet la description de tous
les phénomènes électriques et magnétiques à partir de quatre équations. De ces
équations, il en tire une autre dite équation de propagation et calcule la
vitesse de déplacement du champ