Vous êtes-vous déjà demandé s'il était possible de voyager à la vitesse de la lumière? Peut-être qu'avec la technologie nécessaire pour nous aider à atteindre cette vitesse, nous pourrions un jour voler aux confins de l'univers et voir ce qu'il y a au-delà?
Un peu de théorie
La vitesse de la lumière dans le vide est une constante que nous connaissons assez précisément: par exemple, la lumière se déplace à une vitesse de 299 792 458 mètres par seconde. Il s'agit de la vitesse de propagation de tous les champs électromagnétiques dans le vide, y compris les ondes radio, les infrarouges, les ultraviolets, les rayons X et les rayonnements gamma.
Selon la théorie spéciale de la relativité d'Einstein, rien ne peut voyager plus vite que la lumière. Dans des conditions normales, la lumière bouge vraiment instantanément pour nous. Par exemple, nous n'avons pas le temps de voir comment les photons sont réfléchis par les objets et absorbés par les surfaces de la pièce lorsque la lumière est éteinte - cela se produit si rapidement.
La vitesse de la lumière dans l'espace vide (vide) ne dépend pas de la vitesse relative entre sa source et l'observateur. Certains pensent que cette affirmation est contraire au bon sens, cependant, c'est précisément ce qui a été démontré expérimentalement. L'expérience la plus célèbre de ce genre a été réalisée par les physiciens Albert Michelson et Edward Morley à la fin du 19e siècle. Ils ont constaté que la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions, indépendamment du fait que la Terre elle-même se déplace dans l'espace.
Albert Michelson.
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L'homme et la vitesse
Les gens aiment vraiment la vitesse. Depuis que la roue a été inventée, et que la vitesse n'était plus déterminée par la force de nos jambes, nous voulions aller de plus en plus vite. Plus une personne bouge vite, plus elle devient délicieuse (même si, il convient de noter que pour certaines personnes, les vitesses élevées sont une chose effrayante). Aujourd'hui, l'humanité a réussi à développer des avions incroyablement rapides, des chasseurs ultra-rapides, des trains à grande vitesse ultra-rapides, etc. Cependant, l'univers a quelque chose dans sa manche plus rapidement que tout ce que nous avons accompli: la lumière.
Alors, peut-être que certains d'entre vous un soir après une dure journée, assis avec une bouteille de bière ou une tasse de thé, se sont demandé ce que ce serait de bouger à la vitesse de la lumière.
Que se passe-t-il si nous nous déplaçons à la vitesse de la lumière
Une personne se déplaçant à la vitesse de la lumière subira une dilatation du temps. Pour lui, le temps passera plus lentement que pour une personne qui reste immobile. De plus, leur champ de vision changera considérablement. Pour une personne se déplaçant à la vitesse de la lumière, l'univers apparaîtra sous la forme d'un tunnel devant l'appareil sur lequel il voyage. Considérez cette idée passionnante.
Jusqu'au 20e siècle, le monde était convaincu de la justesse des vues d'Isaac Newton sur les objets et la gravité. Cependant, dans les années 1900, nul autre qu'Albert Einstein a pris le relais et a changé le monde pour toujours.
Albert Einstein donnant une conférence à Vienne en 1921.
La théorie de la relativité, proposée par lui, a clarifié de nombreuses questions liées à la masse et à l'énergie. L'équation d'équivalence de masse et d'énergie a prouvé que masse et énergie sont interchangeables, c'est-à-dire que l'une peut être transformée en une autre - et vice versa. Il a également suggéré qu'il n'existe pas de cadre de référence standard unique. Tout est relatif même dans le temps. Puis il a compris que la vitesse de la lumière est constante et ne dépend pas de l'observateur. Ainsi, si une personne se déplace à 50% de la vitesse de la lumière dans la même direction que la lumière, le faisceau lumineux lui ressemblera de la même manière que pour une personne immobile.
Quant à l'équivalence de la masse et de l'énergie, en résumé, cela signifie que si un objet se déplace de 10% de la vitesse de la lumière, sa masse augmentera de 0,5% de sa masse d'origine. Dans le même temps, si un objet se déplace à 90% de la vitesse de la lumière, sa masse doublera.
Pouvons-nous voyager à la vitesse de la lumière
Non, nous ne pouvons pas nous déplacer à la vitesse de la lumière. Le fait est qu'en se déplaçant à la vitesse de la lumière, la masse d'un objet augmentera de façon exponentielle. Imaginez ce qui suit: la vitesse de la lumière est de près de 300 000 kilomètres par seconde, et lorsqu'un objet se déplace à cette vitesse, sa masse devient infinie. Par conséquent, pour déplacer cet objet, il faudra une énergie infinie (rappelez-vous l'équivalence de la masse et de l'énergie), ce qui est extrêmement peu pratique.
En gros, c'est pour cette raison qu'aucun objet ne peut se déplacer à la vitesse de la lumière (à l'exception de la lumière elle-même) ou plus rapidement.
Quant au mouvement presque à la vitesse de la lumière, disons à 90% de celui-ci, alors nous aurons des observations intéressantes.
Se déplaçant (presque) à la vitesse de la lumière
Tout d'abord, une personne se déplaçant à une telle vitesse connaîtra une dilatation du temps. Le temps passera plus lentement pour lui que pour quelqu'un immobile. Par exemple, si une personne se déplace à 90% de la vitesse de la lumière, alors quand 10 minutes passent pour lui, 20 minutes passent pour une personne immobile.
Un diagramme montrant la courbure du temps à mesure qu'il s'approche de la vitesse de la lumière.
Il convient de mentionner les changements majeurs dans le champ de vision. Pour une personne se déplaçant - n'importe où - à 90% de la vitesse de la lumière, comme mentionné ci-dessus, l'univers aura l'air de le regarder à travers une fenêtre devant son vaisseau spatial. Les étoiles qu'il s'approche apparaîtront en bleu, et celles qui resteront derrière apparaîtront en rouge. En effet, les ondes lumineuses des étoiles situées devant lui s'agglutineront, faisant apparaître l'objet en bleu, et les ondes lumineuses des étoiles laissées derrière s'étireront et deviendront rouges, provoquant un effet Doppler extrême.
Après avoir surmonté une certaine marque, une personne plongerait dans l'obscurité, car les longueurs d'onde qui tombent dans ses yeux seraient en dehors du spectre visible.
Bien sûr, même avec toutes les impraticabilité et les obstacles associés au déplacement à la vitesse de la lumière (ou de près), ce serait certainement une autre aventure.
Vladimir Guillen
