Peu d’entre vous doivent le savoir, mais le 16 mai est désormais la Journée Internationale de la Lumière ! La lumière a une place majeure dans notre vie quotidienne. Mais nos ancêtres quant à eux ne pouvaient sortir de l’obscurité que grâce à la lumière du jour. Ils ne pouvaient donc aller que là où elle pénétrait et toute activité technique ou économique devait cesser à la tombée de la nuit. Plus tard, ils ont commencé à concevoir le feu comme source de lumière et n’étaient ainsi plus obligés de vivre au rythme du soleil. Depuis, des progrès impressionnants ont eu lieu en peu de temps finalement !
Année Internationale de la Lumière
2015 était l’année internationale de la Lumière ou plus précisément l’année internationale de la lumière et des techniques utilisant la lumière. L’assemblée générale des Nations Unies la proclama le 20 décembre 2013. Pourquoi ? Eh bien pour célébrer l’anniversaire du millénaire des grandes découvertes des scientifiques arabes du Xe siècle, l’anniversaire de la découverte du laser en 1960 et celle de l’utilisation des fibres optiques en télécommunication en 1965.
L’année 2015 aura permis de s’intéresser un peu plus à l’importance des technologies à base de lumière. Plus de 13 168 activités ont eu lieu dans 147 pays. L’objectif est également de « sensibiliser le monde à la manière dont les technologies basées sur la lumière peuvent promouvoir le développement durable et offrent des solutions aux défis mondiaux dans les domaines de l’énergie, de l’éducation, de l’agriculture et de la santé. »
Grandes découvertes scientifiques
Lois de la réfraction de la lumière
En 1015, Al-Hasan, Ibn al-Haytham, mathématicien, philosophe et physicien originaire de Bassorah (Iraq), décrit pour la première fois dans son ouvrage Kitab al-Manazir (le livre d’optique) les lois de la réfraction de la lumière. Il met 6 ans à écrire cet ouvrage en 8 volumes consacré à la physique optique entre 1015 et 1021. Connu en Occident comme Alhazen ou Alhacen, il est aujourd’hui considéré comme le père de l’optique moderne et de la méthode scientifique. En hommage à ce grand précurseur, un astéroïde (59239) fut nommé Alhazen en son honneur, ainsi qu’un cratère de la lune.
Dualité onde-corpuscule
En 1815, Augustin Fresnel, ingénieur et physicien français, s’oppose à la théorie corpusculaire de la lumière de Newton et propose une explication de tous les phénomènes optiques selon une théorie ondulatoire de la lumière. En d’autres mots il ne considère plus la lumière comme un flot de corpuscules, mais bel et bien comme une onde. Il faudra attendre Einstein pour comprendre que la lumière peut être les deux à la fois. On parle alors de dualité onde-corpuscule.
Théorie électromagnétique dynamique de la lumière
Au XIXe siècle, le physicien écossais James Maxwell met en équation la théorie électromagnétique dynamique de la lumière dans A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field (Une théorie dynamique du champ électromagnétique), un texte en trois parties terminé en 1864 et publié en 1865 dans les Philosophical Transactions de la Royal Society.
« La théorie que je propose peut donc être appelée une théorie du champ électromagnétique, parce qu’elle concerne l’espace à proximité des corps électriques ou magnétiques, et elle peut être définie comme une théorie dynamique, car elle suppose que, dans cet espace, il existe de la matière en mouvement à partir de laquelle sont produits les phénomènes électromagnétiques observés. »
En 1916, la célèbre théorie de la Relativité Générale d’Einstein confirme le rôle central de la lumière à la fois dans l’espace et le temps.
Rayonnement Thermique Cosmologique
Lors des commémorations de 2015, un hommage est également rendu à Arno Penzias et Robert Woodrow Wilson « pour leur découverte en 1965 du Rayonnement Thermique Cosmologique, un écho de l’origine de l’Univers qui nous permet de cartographier l’Univers tel qu’il serait apparu peu de temps après le Big Bang il y a 13,7 milliards années, en utilisant des technologies sophistiquées ».
Journée internationale de la lumière : pourquoi le 16 mai ?
Suite au succès de cette Année Internationale de la Lumière qui a généré plus de 13 168 activités dans 147 pays, le Conseil Exécutif de l’UNESCO a décidé d’établir la Journée Internationale de la Lumière le 16 mai. Pourquoi ce jour-là ? Il s’agit de l’anniversaire de la première mise en marche d’un LASER en 1960 par Théodore Maiman, physicien et ingénieur. Cette découverte scientifique a engendré des bénéfices révolutionnaires dans de nombreux domaines comme la communication, la santé, l’énergie et bien d’autres.
Pour l’Unesco, la Journée Internationale de la Lumière « contribuera à la réussite des objectifs cherchant à améliorer la science, la technologie et l’innovation accessible à tout le monde, avec un regard particulier à l’Afrique. »
Pour aller plus loin
Voici 2 livres si vous voulez profiter de cette journée internationale de la lumière pour en apprendre plus.
Une histoire de la lumière. De Platon au photon
de Bernard Maitte
De la sensation commune à la compréhension scientifique, nos idées sur la nature et les propriétés de la lumière ont connu un long cheminement depuis les théories de Platon jusqu’à la maîtrise du photon.
L’Antiquité, la civilisation arabo-islamique, la Renaissance européenne et sa révolution scientifique, puis la science classique du XIXe siècle, les avancées modernes enfin, autant de moments dans la riche histoire de nos connaissances sur la lumière. Ce livre décrit l’élaboration tourmentée des idées, tant philosophiques que scientifiques, qui ont scandé cette histoire, tirant profit des succès comme des échecs, des efforts comme des renoncements.
Ce livre a obtenu le prix Jean-Rostand du meilleur ouvrage de vulgarisation scientifique.
La lumière en lumière, du photon à l’Internet
Cet ouvrage présente différentes thématiques liées à la connaissance et l’utilisation de la lumière à la fois dans les domaines scientifique et technologique : la nature de la lumière, la lumière et la vie, la lumière et l’énergie, la lumière et la terre, la lumière et l’espace, les technologies du quotidien, la lumière et la santé, la lumière et l’environnement, la Lumière et la culture. Chacune de ces parties regroupe quelques courts chapitres très illustrés. Les propos sont scientifiques mais restent à la portée d’un large public ayant quelques notions de base (niveau bac).
Sources
