la vitesse de la lumière dans le vide est de 186 282 miles par seconde (299 792 kilomètres par seconde), et en théorie rien ne peut voyager plus vite que la lumière. En miles par heure, la vitesse de la lumière est, bien, beaucoup: environ 670,616,629 mph. Si vous pouviez voyager à la vitesse de la lumière, vous pourriez faire le tour de la Terre 7,5 fois en une seconde.

Les premiers scientifiques, incapables de percevoir le mouvement de la lumière, pensaient qu’elle devait voyager instantanément. Au fil du temps, cependant, les mesures du mouvement de ces particules ondulatoires sont devenues de plus en plus précises., Grâce aux travaux D’Albert Einstein et d’autres, nous comprenons maintenant que la vitesse de la lumière est une limite théorique: la vitesse de la lumière — une constante appelée « c » — est considérée comme impossible à atteindre par quoi que ce soit avec la masse, pour des raisons expliquées ci-dessous. Cela n’empêche pas les écrivains de science-fiction, et même certains scientifiques très sérieux, d’imaginer des théories alternatives qui permettraient des voyages terriblement rapides autour de l’univers.,

vitesse de la lumière: Histoire de la théorie

le premier discours connu sur la vitesse de la lumière vient de L’ancien philosophe grec Aristote, qui a écrit son désaccord avec un autre scientifique grec, Empédocle. Empédocle a soutenu que parce que la lumière se déplaçait, elle devait prendre du temps pour voyager. Aristote, croyant que la lumière voyageait instantanément, n’était pas d’accord.

en 1667, L’astronome italien Galileo Galilei tenait deux personnes sur des collines distantes de moins d’un mile, chacune tenant une lanterne blindée. L’un a découvert sa lanterne; lorsque le second a vu le flash, il a également découvert la sienne., En observant combien de temps il a fallu pour que la lumière soit vue par le premier porteur de lanterne (et en tenant compte des temps de réaction), il pensait pouvoir calculer la vitesse de la lumière. Malheureusement, la distance expérimentale de Galileo de moins d’un mile était trop petite pour voir une différence, il ne pouvait donc que déterminer que la lumière voyageait au moins 10 fois plus vite que le son.

dans les années 1670, l’astronome danois Ole Römer a utilisé les éclipses de la lune de Jupiter, Io, comme chronomètre pour la vitesse de la lumière lorsqu’il a fait la première mesure réelle de la vitesse., Au cours de plusieurs mois, alors Qu’Io passait derrière la planète gazeuse géante, Römer a constaté que les éclipses sont arrivées plus tard que prévu par les calculs, bien qu’au cours de plusieurs mois, elles se soient rapprochées des prédictions. Il a déterminé que la lumière a mis du temps à voyager de Io à la Terre. Les éclipses ont pris le plus de retard lorsque Jupiter et la terre étaient les plus éloignées, et étaient dans les délais car elles étaient plus proches.

selon la NASA, « cela a donné à Römer des preuves convaincantes que la lumière se propageait dans l’espace avec une certaine vitesse., »

Il a conclu que la lumière prenait 10 à 11 minutes pour voyager du soleil à la Terre, une surestimation puisqu’elle prend en fait huit minutes et 19 secondes. Mais enfin, les scientifiques avaient un numéro avec lequel travailler — son calcul présentait une vitesse de 125 000 miles par seconde (200 000 km/s).

en 1728, le physicien anglais James Bradley a basé ses calculs sur le changement de la position apparente des étoiles dû aux voyages de la Terre autour du soleil. Il a mis la vitesse de la lumière à 185,000 miles par seconde (301,000 km/s), précis à environ 1 pour cent.,

deux tentatives au milieu des années 1800 ont ramené le problème sur Terre. Le physicien français Hippolyte Fizeau a placé un faisceau de lumière sur une roue dentée en rotation rapide, avec un miroir installé à 5 miles de distance pour le réfléchir à sa source. La variation de la vitesse de la roue a permis à Fizeau de calculer le temps qu’il a fallu pour que la lumière sorte du trou, se rende dans le miroir adjacent et revienne à travers l’espace. Un autre physicien français, Léon Foucault, a utilisé un miroir rotatif plutôt qu’une roue. Les deux méthodes indépendantes se situaient chacune à environ 1 000 milles par seconde de la vitesse de la lumière mesurée aujourd’hui.,

Albert Michelson, D’origine prussienne, qui a grandi aux États-Unis, a tenté de reproduire la méthode de Foucault en 1879, mais a utilisé une distance plus longue, ainsi que des miroirs et des lentilles de très haute qualité. Son résultat de 186 355 miles par seconde (299 910 km/s) a été accepté comme la mesure la plus précise de la vitesse de la lumière depuis 40 ans, lorsque Michelson l’a re-mesurée.

Une note de bas de page intéressante à L’expérience de Michelson était qu’il essayait de détecter le milieu que la lumière traversait, appelé éther luminifère. Au lieu de cela, son expérience a révélé que l’éther n’existait pas.,

« L’expérience — et le corpus de travail de Michelson — était si révolutionnaire qu’il est devenu la seule personne de l’histoire à avoir remporté un prix Nobel pour une non-découverte très précise de quoi que ce soit », a écrit L’astrophysicien Ethan Siegal dans le blog scientifique Forbes, commence avec un Bang. « L’expérience elle-même a peut-être été un échec complet, mais ce que nous en avons appris a été une plus grande aubaine pour l’humanité et notre compréhension de l’univers que n’importe quel succès aurait été!, »

Einstein et la relativité restreinte

En 1905, Albert Einstein a écrit son premier livre sur la relativité. En cela, il a établi que la lumière se déplace à la même vitesse quelle que soit la vitesse de l’observateur se déplace. Même en utilisant les mesures les plus précises possibles, la vitesse de la lumière reste la même pour un observateur immobile à la surface de la terre que pour un observateur voyageant dans un jet supersonique au-dessus de sa surface., De même, même si la Terre est en orbite autour du soleil, qui se déplace lui-même autour de la Voie Lactée, qui est une galaxie voyageant dans l’espace, la vitesse mesurée de la lumière provenant de notre soleil serait la même que l’on se tienne à l’intérieur ou à l’extérieur de la galaxie pour la calculer. Einstein a calculé que la vitesse de la lumière ne varie pas avec le temps ou le lieu.

bien que la vitesse de la lumière soit souvent appelée la limite de vitesse de l’univers, l’univers se développe encore plus rapidement., Selon l’astrophysicien Paul Sutter, l’univers se développe à environ 68 kilomètres par seconde par mégaparsec, où un mégaparsec est de 3,26 millions d’années-lumière (plus de détails plus tard). Ainsi, une galaxie distante de 1 mégaparsec semble s’éloigner de la Voie Lactée à une vitesse de 68 km/S, tandis qu’une galaxie distante de deux mégaparsecs recule à 136 km/S, et ainsi de suite.

« à un moment donné, à une distance obscène, la vitesse pointe sur la balance et dépasse la vitesse de la lumière, tout cela à partir de l’expansion naturelle et régulière de l’espace », a écrit Sutter.,

il a ensuite expliqué que, si la relativité spéciale fournit une limite de vitesse absolue, la relativité générale permet des distances plus larges.

« Une galaxie à l’autre bout de l’univers? C’est le domaine de la relativité générale, et la relativité générale dit: Qui s’en soucie! Cette galaxie peut avoir la vitesse qu’elle veut, tant qu’elle reste très loin, et pas à côté de votre visage », a-t-il écrit.

« la relativité spéciale ne se soucie pas de la vitesse — superluminale ou autre — d’une galaxie lointaine. Et vous non plus. »

qu’est Ce qu’une année-lumière?,

la distance parcourue par la lumière au cours d’une année est appelée une année-lumière. Une année-lumière est une mesure du temps et de la distance. Il n’est pas aussi difficile à comprendre qu’il y paraît. Pensez-y de cette façon: la lumière voyage de la Lune à nos yeux en environ 1 seconde, ce qui signifie que la Lune est à environ 1 seconde de lumière. La lumière du soleil prend environ 8 minutes pour atteindre nos yeux,donc le soleil est à environ 8 minutes-Lumière. La lumière du système stellaire le plus proche, Alpha Centauri, nécessite environ 4,3 ans pour arriver ici, de sorte que le système stellaire est dit être à 4,3 années-lumière.,

« pour avoir une idée de la taille d’une année-lumière, prenez la circonférence de la Terre (24 900 miles), disposez-la en ligne droite, multipliez la longueur de la ligne par 7,5 (la distance correspondante est d’une seconde-lumière), puis placez 31,6 millions de lignes similaires de bout en bout », écrit le Glenn Research center de « La distance qui en résulte est de près de 6 billions de miles (6,000,000,000,000)! »

Les étoiles et autres objets situés au-delà de notre système solaire se trouvent entre quelques années-lumière et quelques milliards d’années-lumière., Ainsi, lorsque les astronomes étudient des objets qui se trouvent à une année-lumière ou plus, ils le voient tel qu’il existait au moment où la lumière l’a quitté, et non tel qu’il semblerait s’ils se tenaient près de sa surface aujourd’hui. En ce sens, tout ce que nous voyons dans l’univers lointain est, littéralement, de l’histoire.

Ce principe permet aux astronomes de voir comment l’univers a suivi le Big Bang, qui a eu lieu il y a environ 13,8 milliards d’années., En examinant des objets qui sont, disons, à 10 milliards d’années-lumière, nous les voyons comme ils ont regardé il y a 10 milliards d’années, relativement peu de temps après le début de l’univers, plutôt que comment ils apparaissent aujourd’hui.

la vitesse de la lumière vraiment constant?

la lumière se déplace par vagues et, comme le son, peut être ralentie en fonction de ce qu’elle traverse. Rien ne peut dépasser la lumière dans le vide. Toutefois, si une région contient toute question, même la poussière, la lumière peut se plier lorsqu’il entre en contact avec les particules, ce qui entraîne une diminution de la vitesse.,

la lumière traversant l’atmosphère terrestre se déplace presque aussi vite que la lumière dans le vide, tandis que la lumière traversant un diamant est ralentie à moins de la moitié de cette vitesse. Pourtant, il traverse la gemme à plus de 277 millions de mph (près de 124 000 km/s) — pas une vitesse à se moquer.

pouvons-nous voyager plus vite que la lumière?

La Science-fiction aime spéculer à ce sujet, car la « vitesse de distorsion », comme on l’appelle communément, nous permettrait de voyager entre les étoiles dans des délais autrement incroyablement longs., Et bien qu’il n’ait pas été prouvé qu’il soit impossible, l’aspect pratique de voyager plus vite que la lumière rend l’idée assez farfelue.

selon la théorie générale de la relativité D’Einstein, comme un objet se déplace plus vite, sa masse augmente, tandis que sa longueur se contracte. À la vitesse de la lumière, un tel objet a une masse infinie, tandis que sa longueur est de 0-une impossibilité. Ainsi, aucun objet ne peut atteindre la vitesse de la lumière, la théorie va.

cela n’empêche pas les théoriciens de proposer des théories créatives et concurrentes., L’idée de la vitesse de distorsion n’est pas impossible, disent certains, et peut-être que dans les générations futures, les gens sauteront entre les étoiles comme nous voyageons entre les villes de nos jours. Une proposition impliquerait un vaisseau spatial qui pourrait plier une bulle spatio-temporelle autour de lui afin de dépasser la vitesse de la lumière. Sonne bien, en théorie.,

« Si le capitaine Kirk était contraint de se déplacer à la vitesse de nos fusées les plus rapides, il lui faudrait cent mille ans pour atteindre le prochain système stellaire », a déclaré Seth Shostak, astronome à L’Institut Search for Extraterrestrial Intelligence (Seti) à Mountain View, en Californie., dans une interview de 2010 avec Space.com site soeur LiveScience. « La science-fiction a donc longtemps postulé un moyen de battre la vitesse de la barrière lumineuse afin que l’histoire puisse se déplacer un peu plus rapidement. »