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Le désir de voyager plus vite que la lumière est très répandu chez les amateurs de science-fiction. Cependant, la question est de savoir si cela est possible. Cet article examine les théories scientifiques sur la vitesse de la lumière et la possibilité de la dépasser.
Les propriétés fascinantes de la lumière selon la relativité restreinte
La vitesse de la lumière est de 299 792,458 kilomètres par seconde, mais elle varie en fonction du milieu dans lequel elle se trouve. Dans l’espace, la lumière voyage à sa vitesse maximale. Dans l’air, en revanche, elle se déplace à une vitesse de 299 708 kilomètres par seconde. Un cristal de diamant la ralentit à son point le plus bas, soit 123 957 kilomètres par seconde.
Selon la théorie de la relativité restreinte d’Albert Einstein, rien ne peut aller plus vite que la lumière. Cependant, les chercheurs ont étendu cette théorie en créant des cadres de référence dans lesquels des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière peuvent être observées.
La théorie de la relativité restreinte explique que la masse relativiste d’une particule augmente avec sa vitesse, ce qui rend son déplacement plus difficile. À mesure qu’elle s’approche de la vitesse de la lumière, sa masse tend vers l’infini, ce qui signifie que pour continuer à accélérer, elle aurait besoin d’une quantité infinie d’énergie qui n’est jamais disponible. C’est la raison pour laquelle une particule porteuse de masse ne peut pas se déplacer à la vitesse de la lumière.
Les photons et les particules de lumière, qui n’ont pas de masse, peuvent se déplacer à une vitesse maximale de 299 792 458 km/h. La théorie de la relativité restreinte stipule également que le temps s’écoule plus lentement pour les observateurs en mouvement que pour les observateurs au repos, et que les distances deviennent plus courtes pour les observateurs en mouvement.
Au-delà de la vitesse de la lumière
Albert Einstein a déclaré que la lumière est la vitesse maximale à laquelle un objet peut se déplacer dans l’espace. Cependant, il a également déclaré qu’il existe une exception à cette règle : l’expansion de l’Univers. L’expansion de l’Univers se produit par la dilatation de l’espace-temps et ne viole donc aucune loi cosmique. L’Univers se dilate au-delà de la vitesse de la lumière et cette expansion s’accélère, entraînant l’éloignement des étoiles et des galaxies qui nous entourent.
Il est vrai qu’il est impossible d’aller plus vite que la lumière. Cependant, son expansion est mesurée différemment et les lois de la physique n’imposent aucune limite à son taux d’expansion. Cela signifie que la vitesse à laquelle l’espace peut se dilater n’est pas limitée par la vitesse de la lumière.
Les galaxies situées en dehors de la sphère de Hubble voyagent plus vite que la vitesse de la lumière lorsqu’elles s’éloignent de nous, mais elles ne dépassent aucune limite de vitesse cosmique. Pour un observateur situé dans l’une de ces galaxies, rien ne semble violer la relativité restreinte. Cette distance exponentielle entre nous et ces galaxies est l’espace-temps qui ne se dilate pas par rapport à ce qui se trouve au-delà.
Explorer les planètes lointaines sans la vitesse de la lumière
Il est possible de voyager plus vite que la lumière en modifiant la géométrie de l’espace. Pour ce faire, on peut construire un « tunnel d’Einstein-Rosen » ou « trou de ver » qui relie deux régions éloignées de l’espace par un raccourci dans sa structure.
Les trous de ver sont une sorte de « raccourci spatial » basé sur l’idée que l’espace peut se courber, ce qui permettrait un passage beaucoup plus rapide que ce qui est actuellement possible.
Cependant, cette théorie est difficile à mettre en pratique car elle implique de voyager sur un chemin plus court plutôt qu’à la vitesse de la lumière. Les trous de ver constituent donc une difficulté théorique et pratique, car il n’existe actuellement aucune technologie ou théorie permettant de les créer.
Néanmoins, des scientifiques ont émis l’hypothèse qu’il était possible d’explorer des planètes lointaines sans passer par la vitesse de la lumière, bien que cela soit encore loin de la réalité.
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