Au XIXe siècle, les professeurs américains soutenaient rarement un style de vie digne, et pour être un bon professeur de physique, il était généralement nécessaire d’hériter de la richesse ou de l’épouser. Il était moins nécessaire d’avoir un doctorat dès 1900, seule une minorité de professeurs avait le doctorat et les physiciens pouvaient se lancer dans n’importe quelle formation. Le parcours d’Albert A. Michelson, qui semble étrange aux yeux des modernes, n’était pas surprenant à son époque.
Né à Strelno, en Prusse (plus tard Strzelno, en Pologne), fils d’un marchand juif, Michelson a été amené en Amérique alors qu’il était tout petit. Il a grandi dans les villes minières difficiles et en plein essor de Murphy’s Camp, en Californie, et de Virginia City, au Nevada. En 1869, il se rendit à Annapolis en tant que membre nommé par le président U.S. Grant. Après l’obtention de son diplôme, il est resté à l’Académie navale en tant qu’instructeur scientifique.
Un seul événement en novembre 1877 marqua sa vie. En préparant une démonstration de la méthode de Foucault pour déterminer la vitesse de la lumière, Michelson s’est rendu compte que s’il collimait le faisceau, il pourrait obtenir une longueur de trajet optique beaucoup plus longue et donc une grande augmentation de la sensibilité. Au cours des deux années suivantes, il a fait l’expérience, aidé par son enthousiasme et son talent en mécanique, ainsi que par une subvention de son beau-père, s’élevant à 2000 $ (l’équivalent de dix fois plus aujourd’hui). Encouragé par le succès et par les conseils de l’éminent astronome Simon Newcomb, Michelson décida de faire carrière en physique. Il est allé en Europe pour deux ans d’études.
Au laboratoire de Helmholtz à Berlin, Michelson a conçu et construit une expérience fondamentale. Il avait en tête une nouvelle sorte d’interféromètre, suffisamment sensible pour mesurer les effets du second ordre en fonction de la vitesse du mouvement de la terre à travers l’éther – ce fluide étrange et rigide dont les physiciens de l’époque avaient besoin comme support pour transporter les vibrations de la lumière. Michelson a obtenu un résultat nul et a été déçu. Il a estimé qu’il n’avait pas mesuré l’éther.
En 1882, il a pris un poste à la Case School of Applied Science, le premier d’une série de postes dans des écoles de sciences nouvellement fondées. Il a collaboré avec le chimiste respecté Edward Morley dans plusieurs recherches, dont la plus importante était une répétition, maintenant beaucoup plus sensible, de l’expérience de Berlin. Morley, un expérimentateur expérimenté, a apporté des contributions majeures à la conception et à l’exécution. Le résultat fut un autre « échec » décourageant; il semblait impossible de détecter un mouvement à travers l’éther. Cette expérience de Michelson et Morley a rapidement été reconnue comme la plus frappante et la plus significative de plusieurs types de tentatives de mesure de l’éther, qui, ensemble, ont préparé le terrain des doutes et des opinions parmi les physiciens européens d’où est née la théorie de la relativité d’Einstein. Michelson reconnut plus tard l’importance du travail d’Einstein, mais jusqu’à la fin de sa vie, il ne put jamais croire que la lumière n’était pas une vibration dans une sorte d’éther fantomatique.Pour en savoir plus, visitez notre page sur les découvertes d’Einstein.
En 1889, Michelson est allé à l’Université Clark et, trois ans plus tard, il est devenu le chef du département de physique de l’Université de Chicago, nouvellement érigé sur une base solide d’argent Rockefeller. Les deux écoles luttaient pour garantir aux scientifiques suffisamment de fonds et de temps pour la recherche pure, tout en ne négligeant pas l’éducation. En tant qu’enseignant, Michelson était distant et intransigeant, mais lucide. Au cours de ses recherches laborieuses et épuisantes et d’un premier mariage difficile, il avait développé une réserve et une retenue. Pourtant, il a pu aider l’enseignement et la recherche en physique à s’épanouir à Chicago, et il a été parmi les fondateurs de l’American Physical Society, devenant son deuxième président.
Pendant de nombreuses années, il a travaillé à rendre les réseaux de diffraction meilleurs que ceux d’Henry Rowland. Mais il était mieux connu comme l’homme qui a mesuré le Compteur international à Paris par rapport à la longueur d’onde de la lumière du cadmium; comme le premier scientifique américain à remporter un prix Nobel (1907); et comme la première personne à mesurer le diamètre angulaire d’une étoile, ce qu’il a fait à l’âge de 67 ans avec l’un de ses interféromètres bien-aimés. Ses efforts les plus soutenus ont permis de surpasser ses propres mesures classiques de la vitesse de la lumière. En 1926, il l’a fait sur une ligne de base de 22 milles, dans une incertitude de +/-4 km sec-l. Cinq ans plus tard, il a essayé une autre mesure, maintenant dans un tuyau évacué d’un kilomètre de long, et est décédé alors qu’il écrivait ses résultats.
Au XIXe siècle, alors que la physique était à la traîne aux États-Unis, les ingénieurs et inventeurs américains étaient déjà devenus les égaux ou les supérieurs de n’importe qui dans le monde. Les physiciens américains ont ressenti l’influence de cette tradition, s’appuyant sur l’ingénierie et les compétences inventives dans leur poursuite de problèmes fondamentaux. Le résultat peut être vu sous sa plus belle forme dans l’appareil Michelson-Morley, qui a réussi à être à la fois ingénieux et direct, massif et d’une délicatesse exquise. Le récit qui suit est tiré de l’American Journal of Science (vol. 35, 1887, p. 333-45).
