Est-il possible de se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière ou non ? La réponse est non. La limite de vitesse universelle, que nous appelons communément la vitesse de la lumière, est fondamentale pour le fonctionnement de l'univers. Il est difficile d'imaginer cela si vous n'en avez jamais entendu parler auparavant, mais les scientifiques ont découvert que plus vous vous déplacez vite, plus votre dimension spatiale vers l'avant se contracte et plus votre montre ralentit lorsqu'elle est vue d'un observateur extérieur. En d'autres termes, l'espace et le temps ne sont pas un fond fixe sur lequel tout se passe comme toujours. Au lieu de cela, l'espace et le temps peuvent se plier.
Si vous regardez les équations qui sous-tendent les théories de la relativité d'Einstein, vous constaterez qu'à mesure que vous approchez de la vitesse de la lumière, votre dimension spatiale vers l'avant se réduit à zéro et votre horloge ralentit jusqu'à s'arrêter.
Un référentiel de longueur nulle et sans progression dans le temps est en fait un référentiel qui n'existe pas. Par conséquent, cela nous dit que rien ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière pour la simple raison que l'espace et le temps n'existent pas réellement en dehors de ce point.
Puisque le concept de « vitesse » nécessite la mesure d'une certaine distance parcourue dans l'espace pendant une certaine période de temps, le concept de vitesse n'existe même pas physiquement en dehors de la vitesse de la lumière. En fait, l'expression "plus rapide que la lumière" n'a physiquement aucun sens.
Vous pourriez dire que les théories de la relativité d'Einstein sont fausses. Cependant, il y a maintenant tellement de preuves pour soutenir la relativité que si elle est fausse, elle devra être fausse à un degré mineur qui ne modifie pas ces principes de base.
Cependant, la limitation selon laquelle rien ne peut voyager plus vite que la lumière n'est pas universelle comme il y paraît.
Une formulation plus précise du principe est la suivante : « rien ne peut voyager localement plus vite que la lumière. Cela signifie que nous pouvons réellement atteindre des vitesses effectives supérieures à la vitesse de la lumière si nous utilisons des échelles non locales.
Par exemple, si des trous de ver existent, nous pouvons les utiliser pour raccourcir le chemin de la Terre à Alpha Centauri. Comparé à la petite quantité de lumière qui est passée de la Terre à Alpha Centauri et n'a pas traversé le trou de ver, vous voyageriez plus vite. En d'autres termes, vous seriez le premier à atteindre l'étoile. Ceci est autorisé car vous n'avez jamais dépassé localement la vitesse de la lumière. Si un autre rayon de lumière était dirigé de la Terre vers Alpha Centauri et traversait le trou de ver avec nous, nous ne pourrions en aucun cas le dépasser.
Autre exemple : il existe des galaxies lointaines dans l'Univers qui s'éloignent les unes des autres à une vitesse dépassant la vitesse de la lumière.
Mais comment les galaxies peuvent-elles se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière si rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière ?
Imaginez notre univers en expansion. Il ne s'agit pas d'une explosion à partir d'un endroit spécifique, où les galaxies s'envolent dans le cadre d'une explosion. Il s'agit d'une expansion de l'espace. Il n'y a pas de centre et l'univers ne s'étend en rien.
Imaginez que vous êtes dans une galaxie, et que l'univers s'étend, vous voyez toutes les autres galaxies s'éloigner de vous. Et si vous vous envoliez vers une autre galaxie, vous verriez que tout le monde s'éloigne encore de vous.
Voici ce qui est intéressant : des galaxies plus lointaines s'éloignent de nous plus rapidement. Plus la galaxie est éloignée, plus vite elle s'éloigne de nous.
Ceci est démontré par la constante de Hubble - l'idée que pour chaque mégaparsec de distance entre nous et une galaxie lointaine, la vitesse qui nous sépare augmente d'environ 71 kilomètres par seconde. Les galaxies séparées par deux parsecs augmenteront leur vitesse de 142 kilomètres par seconde. Dès que vous atteignez une distance de 4200 mégaparsecs, les deux galaxies s'éloigneront l'une de l'autre à une vitesse dépassant la vitesse de la lumière.
La toute première lumière de l'histoire, le rayonnement de fond cosmique micro-ondes, se trouve à 46 milliards d'années-lumière dans toutes les directions. 4 200 mégaparsecs, c'est un peu plus de 13,7 milliards d'années-lumière. Mais il faut comprendre qu'il y a beaucoup d'espace pour des objets distants de plus de 4200 mégaparsecs.
C'est-à-dire que la majeure partie de l'Univers visible pour nous s'envole déjà à une vitesse dépassant la vitesse de la lumière. Mais comment pouvez-vous voir la lumière de n'importe quelle galaxie se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière. Comment pouvons-nous même voir le rayonnement de fond de micro-ondes cosmique ?
La lumière émise par les galaxies se dirige vers nous, tandis que la galaxie elle-même s'éloigne de nous, donc les photons émis par toutes les étoiles de la galaxie peuvent encore nous atteindre. Ces longueurs d'onde de la lumière s'étirent et glissent plus loin dans l'extrémité rouge du spectre, passant dans l'infrarouge, les micro-ondes et même les ondes radio. Au fil du temps, les photons s'étendront si loin que nous ne pourrons plus du tout détecter la galaxie.
Dans un futur lointain, toutes les galaxies et tous les rayonnements que nous voyons aujourd'hui disparaîtront et ne pourront être détectés. Les astronomes du futur lointain ne sauront pas qu'il y a déjà eu un Big Bang ou quoi que ce soit en dehors de notre groupe local de galaxies.
2021-09-29 19:08:51
Auteur: Vitalii Babkin