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Et si l’on pouvait enfin voir la relativité ? Des chercheurs autrichiens viennent de réaliser ce que l’on pensait impossible : photographier la vitesse de la lumière. Ce n’est plus de la science-fiction, mais une expérience bien réelle menée à Vienne. Elle illustre, pour la première fois, une conséquence directe de la théorie d’Albert Einstein.
Comment des chercheurs autrichiens ont eu l’idée folle de ralentir la lumière pour la photographier
Depuis plus d’un siècle, la relativité restreinte d’Einstein change notre perception du monde. À mesure qu’on s’approche de la vitesse de la lumière, le temps ralentit, les distances se contractent et la simultanéité disparaît. Mais jusque-là, tout cela restait abstrait. Rien de visible.
Une équipe de la TU Wien et de l’Université de Vienne a décidé de relever le défi. Leur idée : ne pas accélérer un objet, impossible avec nos moyens, mais ralentir la lumière. À l’aide d’impulsions laser et d’une caméra ultra-rapide, ils ont simulé une lumière se déplaçant à seulement deux mètres par seconde. Oui, deux mètres ! Une lenteur extrême qui a permis de voir l’effet du mouvement lumineux sur l’espace et le temps.
Quand l’effet Terrell-Penrose, prédit par Einstein, devient enfin visible grâce à une caméra ultra-rapide
En 1959, les physiciens James Terrell et Roger Penrose avaient prévu qu’un objet lancé à une vitesse proche de celle de la lumière ne se contracterait pas, mais semblerait pivoter sur lui-même. Cet effet visuel vient du décalage entre les photons arrivant à nos yeux depuis différentes zones de l’objet.
En ralentissant la lumière, les chercheurs ont reproduit ce phénomène en laboratoire. Sur la photo, un cube paraît tourner alors qu’il reste immobile. C’est une illusion créée par la physique : les photons de l’arrière du cube mettent plus de temps à nous atteindre que ceux de l’avant. Notre œil fusionne plusieurs instants, donnant l’impression que le cube tourne.
À gauche, une sphère conserve sa forme mais semble décalée dans le temps. Pour la première fois, on voit réellement la théorie d’Einstein à l’œuvre.
Ce que cette image change dans notre manière de comprendre l’espace, le temps et la relativité
Ce qui frappe ici, c’est la façon dont la science devient concrète. La relativité n’est plus une série d’équations ou d’expériences de pensée. Elle prend enfin forme visuelle. On comprend pourquoi espace et temps sont liés, réunis dans ce fameux espace-temps.
Cette image raconte une histoire de patience et de curiosité. Il aura fallu 120 ans pour que la lumière révèle son secret. Ce qu’on pensait réservé aux simulations devient une réalité observable.
Le professeur Peter Schattschneider le dit avec humour : « Nous avons simulé une vitesse de la lumière réduite à seulement deux mètres par seconde. » Une phrase simple, mais un tournant : la physique, pour une fois, se voit à l’œil nu.
Pourquoi cette photo de la vitesse de la lumière restera dans l’histoire de la physique moderne
L’expérience, publiée dans Communications Physics le 1er mai 2025, n’est pas qu’un exploit technique. C’est une révolution visuelle. Einstein avait décrit un monde où tout dépend de la vitesse et du point de vue. Les chercheurs viennois viennent d’en offrir le portrait photographique.
Devant cette image d’un cube tordu par la lumière, difficile de ne pas penser à la phrase du physicien allemand : « Tout est relatif ». Cette fois, nous pouvons le voir.
Et dans ce jeu entre lumière et matière, une leçon demeure : pour comprendre l’univers, il suffit parfois de ralentir un peu la lumière.
Par Eric Rafidiarimanana, le
Catégories: Sciences, Sciences physiques