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L'une des constantes et des défis les plus intéressants de la physique est la vitesse de la lumière. Les physiciens et les ingénieurs aéronautiques qui conçoivent les futurs vaisseaux spatiaux y voient la dernière grande barrière aux voyages interstellaires pratiques. Alors, à quelle vitesse la lumière voyage-t-elle?
Nous savons que la lumière a une vitesse finie et qu'elle se déplace à la vitesse de 300 000 kilomètres par seconde. C'est une grande distance à parcourir. Sur terre, cette vitesse est presque instantanée. Cependant, nous savons maintenant que ses limites peuvent être déterminées à plus grande échelle de l'espace. Par exemple, il faut environ 8,3 minutes pour que la lumière du soleil atteigne la Terre. Pour atteindre l'étoile la plus proche du système solaire, il faut environ 3 à 4 ans. Cette limitation de la lumière est ce que nous appelons la barrière de vitesse lumineuse.
Aux débuts de la science, l'argument de savoir si la vitesse de la lumière était instantanée ou non était une source majeure de débat. Dès les Grecs, il y avait des partisans qui plaidaient pour une vitesse finie et infinie pour la lumière. Il y avait aussi des écrits au 11ème siècle par des philosophes arabes qui proposaient que la vitesse de la lumière dépendait du médium qu'elle traversait. Ce ne sera qu'au 20e siècle que des physiciens tels que Planck et Einstein découvriront la vitesse réelle de la lumière et les propriétés de la lumière.
Comme mentionné précédemment, la vitesse de la lumière change. Ce n'est en fait que 300 000 km dans le vide. La vitesse varie légèrement dans l'air et d'autres supports en fonction de la transparence et de la qualité de réfraction. La vitesse de la lumière a cependant tendance à être considérablement plus rapide que celle d'autres ondes telles que les ondes sonores. Il a également été découvert que la vitesse de la lumière s'applique à toutes les formes de rayonnement électromagnétique et pas seulement à la lumière visible. Les physiciens proposent également que la vitesse de la lumière s'applique également aux ondes de gravité.
La compréhension de la vitesse de la lumière a conduit à quelques théories intéressantes en physique. Beaucoup d’entre eux se trouvent dans les théories d’Einstein sur la relativité générale et la relativité restreinte. Tout d'abord, seules les particules sans masse telles que les photons peuvent naturellement atteindre la vitesse de la lumière, sinon il faudrait une énergie essentiellement infinie pour atteindre cette vitesse. Cependant, les objets de masse peuvent théoriquement atteindre un pourcentage significatif de vitesse de la lumière. Il est également proposé que même si la vitesse de la lumière pouvait être atteinte, cela produirait certains effets secondaires. La première est la dilatation du temps où, lors d'un voyage à la vitesse de la lumière, un effet Rip Van Winkle se produit lorsque les années passent pour les observateurs tandis qu'une personne voyageant à la vitesse de la lumière ne connaît que des moments dans la même période perçue. Il a également été théorisé que dépasser la vitesse de la lumière entraînerait un voyage dans le temps.
Nous avons écrit de nombreux articles sur la lumière pour Space Magazine. Voici un article sur la gravité se déplaçant à la vitesse de la lumière, et voici un article sur les galaxies se déplaçant plus rapidement que la vitesse de la lumière.
Si vous souhaitez plus d'informations sur la vitesse de la lumière, consultez La vitesse de la lumière selon Einstein, et voici un lien vers La vitesse de la lumière sur une fusée de la NASA.
Nous avons également enregistré une émission de questions sur la vitesse de la lumière. Vérifiez-le!
Sources:
Wikipedia: Vitesse de la lumière
Wikipédia: Voyage dans le temps
Newton Demandez à un scientifique!
Université de l'Illinois
