Le Vide, de Galilée à l'Energie Noire. Billet n° 14

Le 2 février 2015, lors de  la séance mensuelle de l'A.E.I.S. le professeur Jean Zinn-Justin a donné une conférence sur le thème du Vide en Physique : De la nature du vide, de Galilée à l'Energie Noire. Comme dans mon précédent billet, je reporte ici le tout début du compte-rendu que Michel Gondran et moi même avons rédigé, et dont l'intégralité est accessible sur le site de notre académie, sous la rubrique "comptes-rendus conférences mensuelles".

L'histoire de la réflexion sur l'existence et la nature du vide et sur l'existence d'un éther sert de fil conducteur à Jean Zinn-Justin pour présenter les problèmes importants de la physique d'hier et d'aujourd'hui. Nous avons largement utilisé dans ce compte-rendu les textes de ses transparents.

Exposé du professeur Jean Zinn-Justin

La question du vide a toujours interrogé. L’univers est-il “plein de vide”, ou bien encore est il rempli d’une matière invisible ? Que devient l’espace, si on lui retire toutes choses ? Au cours des âges, de nombreux philosophes ont essayé de répondre à de telles questions. Et depuis le 17 ème siècle, l’étude de nombreux faits expérimentaux, et les théories élaborées pour en rendre compte, ont apporté de nouvelles manières d’aborder le problème ; ces nouvelles approches, curieusement peut être, permettent parfois de réinterpréter les anciennes réponses, sans les effacer totalement.

Après avoir évoqué le point de vue d’Aristote, le conférencier, Jean Zinn-Justin, retrace, étape par étape, du 17 ème siècle à nos jours, le chemin mouvementé parcouru. Il termine par l’exposé du point de vue actuel des physiciens sur la nature du Vide, successivement sous deux angles : celui de la physique quantique, avec la théorie quantique des champs et celui de la cosmologie, avec la Relativité générale.

Premières approches, jusqu’au 17ème siècle.

Le vide peut-il être ?

Nous avons tous une notion intuitive du vide, au sens d’absence d’objets matériels visibles : une pièce est vide. Cependant, nous savons que tout espace vide est encore rempli d’air, un des quatre éléments avec la terre, le feu et l’eau de la civilisation grecque. En fait, la notion de vide dépend de l’état de nos connaissances : le vide est l’absence de ce que nous savons pouvoir exister ; le vide, c'est ce qui reste lorsque l'on a tout enlevé.

Aristote, “horror vacui”

On attribue à Aristote (384 BC –322 BC), sans doute à tort, l’expression “ la nature a horreur du vide (horror vacui en latin) ”. Il a aussi affirmé que “ la notion de vide est vide “. Aux quatre éléments classiques, il a prudemment proposé d’en rajouter un cinquième, l’éther ou quintessence, la substance des choses immuables comme le ciel et les astres. L’affirmation prêtée à Aristote, la nature a horreur du vide, parce qu’elle semblait correspondre à une réalité empirique a ensuite été considérée comme une vérité absolue au Moyen äge et même jusqu’à la Renaissance. 

Galilée (1564-1642), l’un des premiers à l’époque moderne, imagine l’existence du vide dans son étude de la chute des corps. Dans son ouvrage Discorsi (1638), le personnage Salviati, considéré généralement comme le porte parole de Galilée, affirme ainsi que tous les corps tomberaient à la même vitesse dans le vide.

Descartes, le vide ne peut exister.

Descartes (1596-1650) rejette lui la théorie du vide, car il n'est pas possible que ce qui n'est rien ait de l'extension (1644), autrement dit se transforme en un autre élément : ainsi, selon lui, si un vase est vide d'eau, il est plein d'air, et s'il était vide de toute substance, ses parois se toucheraient. Descartes est donc amené à rejeter les théories de Galilée sur la chute des corps dans le vide, et écrit de ce dernier : tout ce qu'il dit de la vitesse des corps qui descendent dans le vide, etc.… est bâti sans fondement ; car il aurait dû auparavant déterminer ce qu’est la pesanteur ; et s'il en connaissait la vérité, il saurait qu'elle est nulle dans le vide. Excluant en effet toute action à distance, Descartes explique la pesanteur - et donc le mouvement des planètes - par l'action de tourbillons d’éther agissant sur les corps pesants

Mais la nature a t-elle vraiment horreur du vide ? lire la suite sur le site de l'A.E.I.S.