Pourquoi ne peut-on pas dépasser la vitesse de la lumière ?

OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY

Selon la théorie de la relativité d'Einstein, la vitesse de la lumière constitue un mur infranchissable, établi à environ 299.792 kilomètres par seconde. Mais dans certaines circonstances, des particules parviennent à le dépasser.

Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir - La Recherche n°905-906, daté juillet-août 2022.

"C'est une conséquence de la relativité restreinte, explique Roland Lehoucq, astrophysicien au Commissariat à l'énergie atomique (Saclay). Dans son article initial de 1905, Albert Einstein fait en effet le postulat que la vitesse de la lumière est invariante quel que soit le référentiel, ce qui équivaut à dire qu'on ne peut la dépasser. À l'aune de la physique de Galilée qui prévalait à l'époque, c'est un postulat simplement scandaleux, puisque les vitesses étaient censées s'additionner les unes aux autres."

Pour comprendre, il faut remonter dans le passé. Jusqu'au 17e siècle, philosophes et scientifiques pensaient que la vitesse de la lumière était infinie, ce qui d'emblée excluait toute possibilité de la dépasser. Au début du 17e siècle, Galilée émet l'hypothèse d'une vitesse finie de la lumière. Il faudra ensuite des siècles de tentatives de mesure pour qu'à la fin du 20e siècle, un accord international la fixe à 299.792.458 m/s dans le vide. Et cette vitesse ne varie jamais, comme l'ont démontré sans le vouloir les Américains Albert Abraham Michelson et Edward Morley. Depuis Platon, les scientifiques pensaient que l'espace était occupé par un fluide aux diverses propriétés, nommé éther. Lorsqu'en 1801, la nature ondulatoire de la lumière est démontrée par le physicien anglais Thomas Young, en toute logique, l'éther apparaît comme étant le milieu dans lequel les ondes lumineuses se propagent, à l'instar de la houle dans l'eau. En 1881, Albert Abraham Michelson, bientôt rejoint par Edward Morley, veut mettre en évidence le mouvement de la Terre par rapport à cet éther.

Selon la pensée galiléenne, si la lumière d'une étoile nous provient du sens opposé à celui du déplacement de la Terre, on devrait voir arriver cette lumière plus vite - nous allons à sa rencontre -que si la lumière doit rattraper la Terre dans sa course sur son orbite. La vitesse orbitale de la T[...]

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