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LA VITESSE DE LA LUMIERE

La vitesse de la lumière n’est pas qu’une constance c’est une loi de l’Univers.

capture03-3-8.jpg Sa vitesse est déterminer a peut prés a 300 000 KM/S dans le vide de l’espace.

La vitesse de la lumière est plus lente quand elle traverse un autre élément pour exemple l’eau. Rien ne peut aller plus vite (pour le moment) Pour vous donner une idée, la vitesse de la lumière fait 7 fois le tour de la terre en une seconde. Cette même vitesse contrôle notre vie de tout les jours, un autre exemple ce que nos yeux voie sur terre est instantané. Mais cette vitesse est un escargot quand ont la compare a l’univers. La lumière met 8 minutes pour nous parvenir de notre Soleil, 20 minutes de Mars et plus de 4 ans depuis l’étoile la plus proche de nous Proxima du centaure.

Cela revient à dire que nous voyons le passé de notre Soleil et de Mars, quand nous les regardons. Cela permet aussi aux astronomes de voir le passé de l’univers en regardant au plus loin. Il a donc fallut une autre mesure adapter aux dimensions colossal de l’univers et donc l’année lumière est devenue la référence étalon, c'est-à-dire, la distance que le photon lumineux met a parcourue en 1 an. Un autre exemple de la grandeur de l’univers. La galaxie d’Andromède, notre proche voisine, est à 2,5 millions d’année lumières de nous. En fait sa lumière est partie il y a 2,5 millions d’années et elle n’arrive que maintenant sur terre ou lors au départ de sa lumière nous n’existions pas sur la terre.

Mais cette vitesse de la lumière a une limite de temps. Pour le moment les astronomes ne peuvent voir plus loin que 13,5 milliards d’années lumières au-delà, la lumière ne nous est pas encore parvenue !

Afin de voyager sur des distances nous permettant d’atteindre le système extrasolaire le plus proche il est essentiel d’évoluer à une vitesse proche de celle de la lumière (de 25% à 99,99%) sinon le voyage serait si long qu’il en deviendrait vite dépassé par une nouvelle technologie plus performante et permettant des vols plus rapides rattrapant ainsi la précédente expédition. Sans oublier que si un vaisseau spatial ce déplacent a ces vitesses, il doit ce protéger des particules et autres matières qu’il risque de rencontrer sur sont parcours. Ils deviendraient alors très dangereux pour le vaisseau car la moindre poussière ce transformerait en un vrais missile destructeur. Bien sûr, les sondes spatiales robotisées sont toujours les pionniers avant une probable expédition de spationautes.

Mais restons quant même sur ce fantastique voyage humain. Imaginons que nous possédions un vaisseau spatial capable de voler à une vitesse avoisinante à celle de la lumière. Il nous faudrait quand même plus de 4,5 années pour arriver au système extrasolaire le plus proche (Proxima et Alpha du Centaure).

La théorie de la relativité restreinte de Albert Einstein a rendu en effet impossible des vitesses "superluminiques", car elle prévoit que plus on se rapproche de la vitesse de la lumière, plus l'énergie nécessaire à l'accélération est grande, jusqu'à devenir infinie. C'est pourquoi seuls les photons, particules de masse nulle, se déplacent à la vitesse de la lumière. Mais quand est il des anti photons ?

N’oublions pas non plus que l’espace et le temps sont inséparable et que si des voyageurs parcours l’espace a la vitesse de la lumière a leurs point de départ, le temps passeras plus vite que pour eux dans leurs vaisseau et donc a leurs retour il risque de trouvez leur point de départ vieillis de plusieurs siècles

Si un jour nous arrivons à des vitesses proches de la lumière. Nous seront confronté pas seulement au problème de temps et a l’énergie dépensée, mais à celui aussi de protection du vaisseau des objets rencontré sur sont parcours. Un simple grain de sable suffira à détruire totalement le vaisseau spatial.

Certaine études sont actuellement en projets pour des moteurs autres que chimique permettant de s’approcher de cette vitesse. Moteur a anti matière ou a hydrogène mais de là a construire un vaisseau cela reste encore très, très loin

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LA VITESSE SUPRA LUMINIQUE

Désigne une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière. Mais dans ce cas, on parle surtout de voyage et de transmission d'information plus rapide que la lumière ont parle aussi de la vitesse de la pensé, et ce terme relève alors plutôt du domaine de la science-fiction.

La théorie de la relativité stipule que, dans le vide, les luxons, particules de masse nulle (comme les photons par exemple), se déplacent à la vitesse c, appelée vitesse de la lumière, et que cette vitesse est une limite asymptotique ne pouvant pas être atteinte par les bradions, corps de masse au repos non-nulle, ainsi que pour les tachyons, corps hypothétiques de masse au repos imaginaire. Dans le cadre de cette même théorie, on déduit que toute particule ayant une masse au repos non-nulle aurait besoin d'acquérir une quantité d'énergie infinie (ce qui est impossible) pour atteindre cette vitesse (d'une manière similaire, tout tachyon aurait à acquérir une énergie infinie pour ralentir jusqu'à atteindre cette vitesse).
Les effets quantiques mentionnés ne contredisent pas cette limite, mais restent à ce jour soit extrêmement hypothétiques, soit la contournent conceptuellement en explorant les limites de nos connaissances sur les interactions entre les particules et la matière. Dans ce cadre, ils font l'objet de nombreuses expérimentations.

Enfin, il existe d'autres phénomènes supra luminiques qui sont des objets définis par la pensée et dont la présentation succincte permet simplement de mettre en exergue l'impossibilité pour l'information ou l'énergie de se déplacer plus vite que c.

Dès 1907, Arnold Sommerfeld relevait la possibilité de vitesses de groupes supérieures à c dans la théorie maxwellienne de l'électromagnétisme. Il engagea le jeune Léon Brillouin sur cette piste. Il s'avéra rapidement que le concept de 'vitesse de la lumière' était justiciable non pas d'une, mais d'une demi-douzaine de définitions distinctes : vitesses de groupe et de phase, de signal (la vitesse intuitive des mécaniciens), de front, de sommet, de transport de l'énergie, de transport de l'information...

La théorie de la relativité ne limitant a priori que les deux dernières (transports d'énergie et d'information), et celles qui y sont indirectement reliées (comme celle de front, dans sa définition stricte), les autres grandeurs, et en particulier les vitesses de groupe et de signal, peuvent dans certains cas prendre des valeurs quelconques, entre zéro et l'infini (ou des valeurs négatives). Des vitesses de signal supra luminiques peuvent en particulier être observées dans des expériences d'optique non linéaire

En astrophysique, des vitesses supra luminiques apparentes sont parfois observées dans les jets des quasars et des micro quasars. Ce phénomène n'est que le résultat d'un effet de projection et de la finitude de la vitesse de la lumière. On trouve dans ces deux classes d'objets un trou noir autour duquel se trouve un disque d'accrétion. Le disque est traversé par un champ magnétique qui permet de propulser des jets, selon un axe perpendiculaire au disque et centré sur le trou noir.

Il n'est pas encore clairement expliqué comment un jet produit par un disque d'accrétion peut atteindre une vitesse suffisamment grande pour sembler supra luminique à un observateur lointain. En effet, même si cet effet est géométrique comme décrit ci-dessous, il faut quand même que le jet atteigne une vitesse minimale pour apparaître comme supra luminique. Un modèle prometteur, développé au LAOG en France, propose qu'à l'intérieur d'un jet classique non-relativiste (c'est-à-dire n'atteignant pas des vitesses semblables à celle de la lumière) se crée sous certaines conditions des paires électrons-positrons. Le jet classique, auto-collimaté par le champ magnétique, permettrait de créer un jet de ces paires atteignant alors des vitesses ultra-relativistes (très proches de c).

Dans notre galaxie, la Voie lactée, le premier objet montrant de tels jets fut découvert en 1994 et s'appelle GRS 1915+105, et où la vitesse des jets semble être de 1,3 fois celle de la lumière. Ces jets supra luminiques sont observés généralement dans les ondes radio avec des instruments tels que le VLA ou le VLBA. Des jets supra luminiques sont aussi observés dans le micro quasar XTE J1550-564.

Les vitesses supra luminiques observées en astrophysique résultent d'un phénomène bien compris et en aucun cas des particules de masse non-nulle ne se déplacent réellement à des vitesses supérieures à c. Il n'y a donc pas violation du postulat de la relativité restreinte.

Par contre il est prouver que les galaxies les plus lointaines s’écarte les unes des autre, plus vite que la lumière. Cela est du seulement a l’expansion de l’univers. Comme un ballons de baudruche que l’ont gonfle, les bords s’écartent plus vite que le centre. Cette action viendrait de l’énergie sombre qui s’oppose a celle de la gravitée et pourrait remettre en cause certaine lois de l’univers dont celle de la vitesse de la lumière

 Sur cette route le chemin ne fait que commencer.

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