La Vitesse du Son
Un épais brouillard de San Francisco a déferlé sur Ocean Beach lorsqu'une corne de phare lointaine a retenti. « Tu as vu ça, Omar ? » a crié Léo, pointant un doigt. « La lumière a clignoté, et une seconde plus tard, nous avons entendu le BWOOM ! » Omar a plissé les yeux, regardant la lumière clignoter à nouveau, et a compté attentivement sur ses doigts avant que le son n'arrive.
« C'est comme si le monde avait un petit décalage ! » dit Omar en tapotant son menton. Son père s'agenouilla à côté d'eux et sourit : « Tu viens de découvrir que le son a une vitesse, et qu'elle est beaucoup plus lente que la lumière. » Il leur rappela ce que le grand scientifique Galilée a dit : « Mesure ce qui est mesurable, et rends mesurable ce qui ne l'est pas. » Il suffit d'une astuce pour le chronométrer ! »
Pour comprendre cela, nous devons remonter le temps, il y a plus de trois cents ans, jusqu'aux collines verdoyantes d'Angleterre. En l'an mille sept cent huit, le monde était éclairé par des bougies et des feux, et les sons les plus forts provenaient des cloches d'église et des canons. Un homme curieux dans un petit village s'interrogeait sur le même délai exact que vous venez de voir.
« Il s'appelait William Derham, » la voix de papa continua, « et il était recteur d'église, mais il était aussi un scientifique brillant et un membre de la Royal Society à Londres. Il aimait observer le temps, étudier les insectes, et par-dessus tout, mesurer des choses. Le clocher de son église n'était pas seulement pour les cloches ; pour lui, c'était le laboratoire parfait. »
« Je peux voir le flash du canon de l'autre côté de la vallée presque instantanément », murmura William Derham à lui-même, observant attentivement à travers son télescope. « Mais le son... le grand BOUM arrive quelques instants plus tard. Combien de temps exactement ? » Il saisit le long pendule de son horloge la plus précise, prêt à commencer sa mesure.
Derham avait un ami qui a tiré un canon depuis le clocher d'une église à seize kilomètres de là ! Il a vu le nuage de fumée à travers son télescope et a lancé son pendule d'une demi-seconde. Il a compté chaque oscillation — une, deux, trois, jusqu'à quatre-vingt-douze — avant que le son du canon ne l'atteigne enfin. Grâce à cette expérience simple et brillante, il a calculé la vitesse du son avec une précision étonnante.
Comprendre que la vitesse a tout changé ! Les ingénieurs l'ont utilisée pour concevoir des jets capables de voler plus vite que le son, créant un bang supersonique. Les capitaines utilisent le sonar, qui n'est autre que des ondes sonores, pour cartographier l'ensemble du fond océanique. Les médecins utilisent même la même idée avec l'échographie pour voir à l'intérieur du corps humain sans jamais faire d'incision.
De retour sur Ocean Beach, Omar a bondi. « Je comprends ! » s'est-elle exclamée à Léo. « Le phare est exactement comme le canon de Derham ! Nous voyons l'éclair instantanément, mais le son doit traverser toute l'eau pour arriver à nos oreilles ! » Les yeux de Léo se sont écarquillés de compréhension. « C'est donc ça le décalage ! »
« Ça arrive aussi aux matchs de baseball ! » ajouta Léo, mimant un coup de batte. « Tu vois le joueur frapper la balle, et ensuite tu entends le CRAC ! » Papa hocha la tête, pointant le ciel. « Et c'est pourquoi tu vois toujours l'éclair avant d'entendre le tonnerre, parce qu'un éclair est cinq fois plus chaud que la surface du soleil, et son son met du temps à t'atteindre ! »
« Donc le son n'est pas magique, il a juste une limite de vitesse », dit Omar en griffonnant déjà dans son carnet. Léo regarda la lumière déclinante sur l'eau. « D'accord, je comprends la vitesse du son... mais si la lumière est tellement plus rapide, a-t-elle aussi une limite de vitesse ? » Omar leva les yeux de ses notes, une nouvelle question jaillissant déjà dans ses yeux.