Selon la théorie de la relativité d’Einstein, il est impossible pour un objet de se déplacer à une vitesse supérieure à celle de la lumière. Cela s’explique car, plus un objet se déplace rapidement, plus sa masse augmente. Lorsqu’il atteint la vitesse de la lumière, sa masse est infinie et il ne peut donc plus s’accélérer.
Peut-on aller plus vite que la lumière ?
La réponse rapide est non, mais voyons en détail pourquoi.
La théorie de la relativité
La théorie de la relativité, énoncée par Albert Einstein en 1905, est une théorie de la physique qui décrit les phénomènes observés par des observateurs en mouvement les uns par rapport aux autres. Elle s’applique aussi bien aux objets en mouvement qu’aux objets au repos, et elle est fondée sur le principe d’invariance de la vitesse de la lumière.
Dans sa forme la plus simple, la théorie de la relativité affirme que tous les observateurs mesurent la même vitesse pour la lumière, quelle que soit leur vitesse relative. Cela signifie que si vous êtes à bord d’un train qui se déplace à une vitesse proche de celle de la lumière et que vous regardez un phare à l’extérieur du train, vous mesurerez une vitesse pour la lumière qui est identique à celle que mesurerait un observateur stationnaire au milieu du phare. De même, si vous êtes au repos et que vous regardez un train qui passe à une vitesse proche de celle de la lumière, vous mesurerez une vitesse pour la lumière qui est identique à celle que mesurerait un observateur stationnaire à bord du train.
La théorie de la relativité s’applique aux objets en mouvement au repos. Par exemple, si vous regardez un camion rouler sur une route vers le nord à 60 km/h, et que votre voiture se déplace vers le sud à 50 km/h sur une autre route adjacente, alors pour tout observateur extérieur les deux voitures auront exactement les mêmes vitesses relatives. Cela signifie que si on prend des photos des voitures depuis un avion volant au-dessus des routes (en supposant qu’il n’y ait pas d’effet Doppler), on ne verra aucune différence entre les vitesses apparentes des voitures sur les photos.
La théorie de la relativité explique pourquoi il est impossible d’atteindre ou dépasser la vitesse de la lumière. En effet, si on essaie d’accélérer un objet jusqu’à ce qu’il atteigne ou dépasse la vitesse de la lumière, alors sa masse deviendra infinie et son énergie sera convertie en matière. Cela signifie qu’aucun objet constitué de matière ne peut jamais atteindre ou dépasser la vitesse de la lumière.
La vitesse de la lumière
La vitesse de la lumière est un mystère qui a longtemps intrigué les scientifiques et les philosophes. Pourquoi ne peut-on pas aller plus vite que la lumière ? La réponse à cette question est complexe et il n’y a pas une seule explication qui soit entièrement satisfaisante.
Certaines théories suggèrent que la vitesse de la lumière est simplement une limite imposée par la nature. Selon cette idée, il est impossible d’aller plus vite que la lumière parce que c’est tout simplement impossible, comme essayer de voler plus haut que le soleil. D’autres théories suggèrent que la vitesse de la lumière est une limite imposée par notre compréhension de l’univers. Selon cette idée, il serait possible d’aller plus vite que la lumière, mais nous ne le comprenons pas encore suffisamment pour savoir comment faire.
Il y a une troisième possibilité, qui est peut-être la plus fascinante. Certains scientifiques suggèrent que la vitesse de la lumière n’est pas une limite absolue, mais qu’elle est simplement difficile à atteindre. Selon cette idée, il serait possible d’aller plus vite que la lumière, mais seulement si on disposait d’une énergie illimitée. Cela signifierait qu’il existe des choses dans l’univers qui sont capables de dépasser la vitesse de la lumière, mais nous ne pouvons pas encore les atteindre.
Quelle que soit l’explication qui se rapproche le plus de la réalité, il semble bien que nous ne soyons pas près de dépasser la vitesse de la lumière !
La masse de l’objet
La masse de l’objet est une mesure de la quantité de matière dans un objet. Plus l’objet est massif, plus il est difficile à déplacer. La vitesse maximale à laquelle un objet peut se déplacer est donc limitée par sa masse.
Pour comprendre pourquoi, on doit d’abord comprendre ce qu’est la force. La force est une interaction entre les particules qui constituent les objets. Elle est responsable du mouvement des objets et de leur changement d’état (comme le fait de se briser ou de fondre). Pour que quelque chose se produise, il faut que la force soit suffisamment grande.
Plus l’objet est massif, plus il y a de particules qui interagissent entre elles. Il faut donc une plus grande force pour déplacer toutes ces particules. Cela signifie que plus l’objet est massif, moins il peut se déplacer rapidement.
Cela explique pourquoi on ne peut pas aller plus vite que la lumière : cela reviendrait à essayer de déplacer un objet avec une force infinie, ce qui n’est pas possible. La lumière elle-même n’a pas de masse, ce qui explique pourquoi elle peut se déplacer aussi rapidement.
La lumière est la limite de ce que nous pouvons atteindre en termes de vitesse, car elle est le phénomène naturel le plus rapide.