16 -signification de l’equation e=mc²

1- Critique de la notion relativiste de  conservation de l’énergie

Pour beaucoup de physiciens, l'équivalence masse-énergie est une évidence qui ne nécessite plus de démonstrations pour certifier sa validité. Or, la notion d’énergie est-elle une des plus confuse puisque jamais saisissable en l’absence d’un corps sur lequel s’effectue sa mesure. Pour la relativité, un photon est assimilé à un « grain d’énergie », l’onde électromagnétique étant pour sa part comprise comme de la « pure énergie ». Nous voulons analyser en profondeur ces évidences et montrer qu’une définition exacte de la nature de l’énergie doit nous ouvrir à une toute autre compréhension de l’équivalence masse/énergie

a) Nous savons depuis Einstein que la masse est l'équivalent de l'énergie. Ce terme pose immédiatement une difficulté majeure qui est celle du respect du principe d’identité. Une chose est selon ses propriétés et ne saurait être équivalente à aucune autre. L’équivalence ne peut être que d’ordre métaphysique.  L’énergie ne peut être l'équivalent de la matière, elles se transforment l’une en l’autre par changement d’état. Ces incertitudes conceptuelles, loin d’être anodines, cachent une réelle difficulté. Qu’en est-il en effet de l’état physique de l’énergie ? S’il est admis que la masse se transforme en énergie, comment déterminer le lieu, le volume, le poids, la forme de cet objet curieux dénommé énergie.

Car l'énergie à proprement parler n'existe pas comme objet: l'énergie double le concept de mouvement, l'énergie n'est que du mouvement.  Il nous est dit que dans une particule cette énergie est stockée sous forme de masse. L’équivalence est présentée tantôt sous le mode de l'identité - la masse est de l'énergie, tantôt sur celui du contenant - la masse contient de l'énergie ou encore qu’un corps transporte de l’énergie. Mais la question se pose immédiatement : comment une masse au repos peut-elle contenir, stocker, transporter  quelque chose comme du mouvement ? Si on remplace le terme d’énergie par sa véritable équivalence, le mouvement, on ne comprend plus très bien. Car le mouvement apparaît bien pour ce qu’il est: une véritable abstraction ne pouvant jamais être saisie indépendamment de l’objet qui se meut. Il peut y avoir une équivalence abstraite de la valeur d’un mouvement pour deux objets différents,  mais un objet ne peut se changer en son équivalent : ou il reste lui-même, ou il est autre.

Il faut conclure que le principe de conservation de l'énergie ne suppose pas une  boite à l'intérieur de laquelle l'énergie est stockée. (Dans tous les cas où nous avons énergie potentielle, nous avons des force en action, ce qui suppose qu’un mouvement, celui de particules par exemple, est en cours ou qu’il est retenu.).

2) Le principe de conservation de l'énergie signifie qu’il y a conservation du mouvement. Et seul  un mouvement qui est conservé par un corps peut se transmettre à un autre . Ce qui se conserve et se transmet, c'est toujours à partir d'un quelque chose en mouvement. Car en suivant le raisonnement de la physique relativiste nous aboutirions au paradoxe suivant : Une masse au repos contient son équivalent en mouvement ce qui est logiquement inacceptable, sans autres explications.  Si la masse au repos contient de l'énergie, c'est donc bien qu'elle est en mouvement. Hors ce complément d'explication, l'équation E = mc² reste incompréhensible.

La conservation de l'énergie implique qu'un corps soit  en mouvement ou que celui-ci soit retenu. Il ne s'agit donc pas d'une énergie potentielle mais d'une énergie réelle en train de s'exprimer.

Dès lors que le système d'énergie limité du photon transmet sa quantité de mouvement à un autre, de sorte qu'on dise qu'il y a conservation de l'énergie totale, on s'aperçoit que le principe de permanence de la masse suppose la conservation de ce  mouvement par la masse elle-même.

3) Aussi, une masse, pour se constituer et demeurer en l'état de matière permanente doit acquérir puis conserver un mouvement interne. Une énergie finie d'expression illimitée, un mouvement de type perpétuel, participent à  la définition de la matière permanente. Dès lors le principe de conservation de l'énergie doit admettre, pour sa fondation, la permanence d'un mouvement issu d'une énergie finie.

Dès qu'un système d'énergie transmet sa quantité de mouvement à un autre, de sorte qu'on dit qu'il y a conservation de l'énergie totale, on s'aperçoit que ce principe conduit au mouvement de type illimité. S'il y a conservation de l'énergie et donc conservation du mouvement, cela veut dire que ce mouvement qui se transmet est lui-même d'une durée indéterminée. Ainsi, la loi de conservation de l'énergie doit admettre pour sa fondation la permanence d'un mouvement illimité pour tout le temps de vie de la matière.  Cette loi implique que l’énergie ne se dissipe pas mais se conserve et peut se transmettre, ce qui suppose en son fond la persistance perpétuelle du mouvement. En cas d’annihilation de la particule, l'énergie de masse est restituée au photon qui la conserve dans son mouvement : ainsi le principe de conservation illimité de l'énergie est respecté

2- Signification de l’équation E = MC²

Les particules ayant leur mouvement propre, il leur faut une énergie et celle-ci est héritée du photon. L'énergie du mouvement rectiligne du photon est transmise et conservée en la forme d'un mouvement de rotation des particules sur elles-mêmes. Comme l'énergie est le carré d'une vitesse, que celle du photon est C, l'énergie de masse d'une particule sera nécessairement un quantum de C².

Aussi l'équivalence masse-énergie traduite par l'équation E=MC² signifie-t-elle qu'une quantité de matière M tourne sur elle-même à la vitesse C.

A n'en pas douter puisque s’agissant d'une énergie interne, il faut qu’existe un mouvement de la particule. Et s'il y a augmentation ou diminution de la masse-énergie, il faut que ses effets soient équivalents sur la masse-mouvement, sur la quantité de matière constituant une particule. Et comme nous traitons d'une masse invariante au repos il faut donc que son équivalence énergie corresponde à son équivalence mouvement. Nous devons conclure que l'équivalence masse-énergie d'Einstein ne prend pleinement sens que si cette masse est en mouvement. Comme il ne s'agit pas d'un mouvement de translation dans l'espace, ce ne peut être qu'un " mouvement immobile ". Et le seul mouvement immobile que nous connaissons est le mouvement de rotation d'un corps sur lui-même. Pour les particules il ne pourra dès lors s'agir que de son  mouvement de spin.

Mouvements de spin se manifestant par une rotation spirale.

La masse de la particule conserve l’énergie pour autant que la particule soit en mouvement de rotation sur elle-même

La différence entre bosons et fermions trouve ici sa justification. Un photon porté par une onde a un mouvement rectiligne, une particule tourne sur elle-même. Ce qui est conservé par la particule, c’est la valeur C de la vitesse du photon. On comprend mieux pourquoi l’équation E=MC² exprime la quantité d’énergie qui est conservée par la masse sous la forme de  conservation de son mouvement de rotation.

La masse de la particule se conserve pour autant qu’elle persiste dans son mouvement de rotation. C’est là une propriété essentielle de la matière. Ainsi, l'état-lumière du photon (mouvement rectiligne) et l'état matière (rotation de spin) se distinguent-ils radicalement par la nature de leur mouvement.