L’homme sous les projecteurs (2).
Une étude optique de l’aura de la main.
1. L’aura humaine et le ‘pluralisme hylique’.
À presque toutes les époques et dans presque toutes les cultures non occidentales, nous entendons des témoignages de personnes qui affirment que nous n’avons pas seulement un corps biologique, mais aussi un ensemble de corps matériels subtils qui, ensemble, forment ce que l’on appelle l’aura. Celle-ci serait située dans certaines des couches les plus fines entourant le corps biologique. En outre, selon presque toutes les cultures non occidentales, certains endroits sont plus chargés que d’autres de cette mystérieuse substance fine. On parle alors de « pluralisme hylique ». Hylè’ est le mot grec ancien pour « substance », « matière », et pluralisme fait référence à une multiplicité d’espèces. Aujourd’hui, l’existence possible d’une substance aussi fine, qui n’a d’ailleurs rien à voir avec la physique nucléaire, est fortement mise en doute dans de nombreux cercles. Et si l’on est à peu près sûr que quelque chose n’existe pas, on ne va évidemment pas le chercher. Il en va autrement lorsque l’on soupçonne silencieusement que le dernier mot n’a pas été dit sur le sujet. Dans ce cas, il y a quelque chose en vous qui vous pousse sans cesse à continuer à chercher…
2. L’expérience de Michelson et Morley et la poussière fine
En 1687, Isaac Newton avait jeté les bases de la mécanique classique dans son livre « Principia Mathematica ». Il partait d’un système de coordonnées fixe qui fixait sans ambiguïté toute détermination de lieu et de temps, ainsi que d’un temps standard, un temps qui, partout dans l’univers, s’écoulerait toujours à la même vitesse. Avec le fort développement de la science à la fin du 19e siècle, trouver un point de repère fixe dans un espace stellaire en constante expansion semblait impossible. Certains ont donc espéré que l’espace entre les étoiles soit rempli d’une sorte de « poussière d’étoile » invisible, extrêmement fine et uniformément répartie, qui pourrait servir de référence fixe. Cette poussière transporterait également les ondes lumineuses, tout comme l’air transporte les ondes sonores.
L’idée d’une substance aussi fine, ou « éther », comme on l’appelait à l’époque, a de nouveau retenu l’attention de la science. Si un tel éther existait, la terre, dans son orbite circulaire autour du soleil, se déplacerait tantôt avec cet éther, tantôt contre lui. Il en résulterait une différence dans la vitesse de la lumière, pensa-t-on. La lumière se déplaçant avec l’éther aurait alors une vitesse supérieure à celle de la lumière se déplaçant contre lui. C’est ce que Michelson et Morley ont voulu vérifier en 1887. Ils ont cependant constaté une différence de vitesse et n’ont pas trouvé de poussières d’étoiles. Depuis lors, la croyance en l’existence d’un « éther uniforme » comme milieu de propagation de la lumière a été abandonnée. Et par généralisation, l’existence de tout autre type de poussière fine est également tombée dans l’oubli. On trouvera ici une description de cette expérience célèbre, que nous appellerons dans la suite de ce sujet l’expérience M&M.
3. La poussière fine par le « test de Foucault ».
Commençons notre enquête en construisant le dispositif nécessaire pour réaliser le test de Foucault. Ce test a été décrit par le physicien français Léon Foucault en 1858. Il permet de rendre visibles les erreurs résultant du « meulage » des miroirs sphériques, et ce à une fraction de longueur d’onde de la lumière. Il s’agit d’un test standard, connu de tous les rectifieurs de miroirs amateurs. En frottant délibérément deux disques de verre l’un sur l’autre, avec une masse de grains durs entre eux, le disque de verre supérieur devient progressivement concave et le disque inférieur convexe. Une fois terminé, le premier sera recouvert d’une couche réfléchissante et servira finalement de miroir pour notre spectateur. Un tel miroir capte beaucoup plus de lumière que notre œil. La grande luminosité d’un télescope permet d’observer des étoiles qui, autrement, nous seraient invisibles. Nous nous demandons s’il n’y a pas d’autres choses encore cachées que nous pourrions rendre visibles avec la visionneuse, comme une turbulence de l’air autour de notre main. Ou peut-être devrions-nous laisser nos yeux s’habituer à l’obscurité et ne regarder qu’ensuite.
Il s’agit alors d’une histoire de « cônes » et de « bâtonnets ». À la lumière du jour, les cônes de nos yeux sont beaucoup plus actifs. Ils nous permettent de bien distinguer les couleurs. Dans l’obscurité, nos bâtonnets sont plus actifs. Ils nous montrent alors un faible jeu d’ombres et de lumières. Et peut-être que, même dans notre configuration de Foucault, cette obscurité révèle quelque chose de plus que ce que nous soupçonnons à première vue. C’est pourquoi nous équipons notre source lumineuse d’un variateur. Et nous regardons notre installation non seulement lorsqu’elle est correctement éclairée, mais aussi lorsqu’elle est davantage plongée dans l’obscurité. Ainsi, nous voyons d’abord notre main bien éclairée, puis, dans l’obscurité presque totale, nous remarquons une légère bande lumineuse et brumeuse autour de notre main.
4. Poussière fine par interférence de la lumière.
Lors de l’expérience de Michelson et Morley, les interférences lumineuses ont été utilisées pour la première fois dans l’histoire. Le jeu des couleurs dans une bulle de savon ou dans une couche d’huile sur une flaque d’eau, par exemple, est le résultat d’interférences optiques, c’est-à-dire de l’interaction de nombreux rayons lumineux.
Ou encore : si nous tenons l’écran de notre téléphone portable (éteint) de manière à ce que la lumière du soleil ou d’une lampe s’y reflète, nous remarquons également de belles lignes colorées.
Les bulles de savon, les taches d’huile et les écrans de téléphone portable sont en quelque sorte des « interféromètres » en raison de leur couche extrêmement fine et transparente. En fait, un faisceau de lumière est réfléchi par le haut ou le bas d’une telle couche, ce qui le divise en deux sous-faisceaux. Chaque partie suit une trajectoire légèrement différente ou subit une perturbation différente, après quoi les faisceaux sont réunis. Si les faisceaux séparés ne sont pas du tout déformés lorsqu’ils traversent l’arrangement, on obtient un motif d’interférence bien défini, par exemple un certain nombre de bandes verticales, comme le montre le dessin ci-contre. Toutefois, si un sous-faisceau est différent de l’autre, ou s’ils sont tous deux différents l’un par rapport à l’autre, cela peut affecter les modèles d’interférence. Par exemple, les bandes peuvent être déformées. La nature de la déformation donne alors des informations sur la qualité ou la quantité de la couche transparente qui a été traversée.
5. Poussière fine dans un arrangement fermé avec un trajet de lumière inégal.
Nous parvenons à obtenir de belles lignes d’interférence dans l’image. En effet, avec un réglage particulièrement précis, une ligne devient même un peu plus large que la surface du miroir. Nous voyons de belles et intenses couleurs d’interférence. Si nous plaçons notre main dans la trajectoire de la lumière, des volutes colorées d’air ascendant apparaissent. Notre main est plus chaude que l’air ambiant, ce qui crée ces turbulences. Celles-ci ont un indice de réfraction différent, ce qui modifie les couleurs d’interférence. Si nous assombrissons ensuite le dispositif au maximum, nous ne voyons plus les filets d’air, mais la bande légère, brumeuse et lumineuse autour de la main réapparaît, comme nous l’avions déjà observé dans le dispositif sombre du test de Foucault.
6. Poussières fines et interférences destructives.
Si l’on jette deux pierres dans l’eau simultanément et à courte distance l’une de l’autre, on constate que les ondes provoquées par une pierre « pénètrent » les ondes de l’autre. Lorsque deux sommets se rencontrent, le niveau de l’eau est plus élevé ; lorsque deux vallées se rencontrent, le niveau est plus bas. Lorsqu’un sommet remplit une vallée, le niveau de l’eau reste le même. Ceci a été expliqué dans le quatrième chapitre.
La lumière se déplace également par vagues. Dans des conditions bien définies, si deux sommets d’onde se touchent, la lumière est deux fois plus intense. Il en va de même lorsque deux vallées se rejoignent. Cependant, lorsqu’un sommet remplit une vallée, on assiste au curieux phénomène suivant : la lumière ajoutée à la lumière… donne de l’obscurité.
On connaît le même principe, mais appliqué au son, avec les casques anti-bruit. Une copie est faite de l’onde sonore reçue, qui est ensuite ajoutée au son original avec un retard d’une demi-longueur d’onde. Ici, la somme de ces deux sons aboutit alors à… du silence.
Parviendrait-on également à construire un interféromètre où les deux sous-faisceaux s’uniraient avec une différence d’une demi-longueur d’onde (ou d’un multiple d’une longueur d’onde impaire) ? Obtiendrions-nous alors également l’obscurité ? Que se passera-t-il si nous amenons la main sur le chemin de la lumière ? Après mûre réflexion et de nombreuses difficultés pratiques, nous y parvenons. Si nous regardons, nous voyons une large bande, ou même toute la surface du miroir, enveloppée d’interférences destructives. Si nous introduisons notre doigt dans le trajet de la lumière, cet équilibre si subtil est rompu et nous voyons à nouveau une bande lumineuse autour du doigt. Cette fois, il n’y a pas de nébuleuse légère comme dans le cas du test de Foucault. Cependant, nous voyons la couleur d’interférence jaune adjacente à l’interférence destructive noire.
7. Poussière fine dans un interféromètre « inversé » ou à retournement.
Un interféromètre inversé donne une image en même temps que l’image du miroir. Si, par exemple, nous plaçons le doigt dans la première moitié du trajet de la lumière, c’est-à-dire dans la moitié gauche, nous voyons le même doigt apparaître dans la moitié droite du miroir, mais maintenant inversé gauche-droite. Dans un champ de lumière forte comme dans un champ de lumière faible, cela donne des images curieuses.
Les deux premiers dessins montrent ce que l’on peut voir à pleine luminosité. Dans la dernière image, la lumière est atténuée et nous voyons à nouveau une bande faiblement lumineuse autour du doigt et de son image dans le miroir. Essentiellement, nous réunissons ainsi une image perturbée et une image non perturbée.
8. Poussière fine et interférences multiples ?
Jusqu’à présent, nous avons limité nos configurations d’interférence à deux faisceaux partiels s’unissant l’un à l’autre. Mais serait-il possible de faire interférer, par exemple, deux interférences l’une avec l’autre ? Qu’en résulterait-il ? Cela pourrait-il permettre de créer des configurations encore plus sensibles qu’une simple interférence de deux faisceaux partiels « seulement » ?
9. Poussière fine dans un dispositif M&M ‘modifié’ ?
Enfin, nous revenons sur l’expérience M&M mentionnée au début de ce texte. En effet, elle n’a pas montré de fines poussières d’étoiles uniformément réparties. Certains ont généralisé en disant que la notion de « poussière fine » n’était donc pas conforme à la réalité. Après toutes les expériences précédentes, on peut encore se demander si cette conclusion ferme n’est pas sujette à certaines réserves.
Réflexion sur l’expérience de Michelson et Morley. À notre connaissance, elle a été réalisée avec un faisceau lumineux divisé en deux sous-faisceaux, qui se sont réfléchis sur un miroir plat, puis se sont réunis et ont interféré l’un avec l’autre. Il n’y a donc pas de miroir concave, ni de lumière divergente ou convergente. Aucun des deux faisceaux partiels à l’intérieur du dispositif n’a été perturbé. Ce n’était d’ailleurs pas le but de l’expérience. L’accent était mis sur ce qui pouvait se trouver à l’extérieur de l’ interféromètre : la fine poussière d’étoile supposée uniforme.
Et si nous refaisions l’expérience M&M, mais dans une version légèrement modifiée? Il nous apparaît alors que, dans cette expérience, il n’y a effectivement pas de poussière fine – même uniformément répartie – à l’extérieur de l’ installation, mais qu’à l’intérieur de l’ installation, au contraire, son existence peut être démontrée. Et si c’est le cas, cela nous semble tout de même un curieux coup du sort. Un dispositif, censé nier l’existence de la poussière fine (uniforme), semble alors, sous une forme modifiée, confirmer l’existence de la poussière fine.
