Astronomie sans télescope - Vitesse de la lumière

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La récente nouvelle des neutrinos se déplaçant plus vite que la lumière a peut-être incité tout le monde à penser à la distorsion et à tout cela, mais il n'est vraiment pas nécessaire d'imaginer quelque chose qui peut se déplacer plus rapidement que 300 000 kilomètres par seconde.

La vitesse de la lumière, ou 300 000 kilomètres par seconde, peut sembler être une limite de vitesse, mais ce n'est qu'un exemple de la pensée 3 + 1 - où nous n'avons toujours pas la tête autour du concept d'espace-temps à quatre dimensions et donc nous pensons en termes d'espace ayant trois dimensions et penser le temps comme quelque chose de différent.

Par exemple, alors qu'il nous semble qu'il faut un faisceau lumineux de 4,3 ans pour aller de la Terre au système Alpha Centauri, si vous montiez à bord d'un vaisseau spatial atteignant 99,999% de la vitesse de la lumière que vous y atteindriez dans un quelques jours, heures ou même minutes - en fonction du nombre de .99 que vous ajoutez à cette proportion de vitesse de la lumière.

En effet, alors que vous continuez à pomper l'accélérateur de votre système d'entraînement en étoile imaginaire, la dilatation du temps deviendra de plus en plus prononcée et vous continuerez à atteindre votre destination beaucoup plus rapidement. Avec suffisamment de .999, vous pourriez traverser l'univers au cours de votre vie - même si quelqu'un que vous avez laissé derrière vous ne vous verrait que s'éloigner à un tout petit peu moins de 300 000 kilomètres par seconde. Donc, ce qui peut sembler être une limite de vitesse à première vue n'est pas vraiment une limite du tout.

Pour essayer de comprendre la perspective à quatre dimensions à ce sujet, considérez qu'il est impossible de se déplacer sur une distance sans se déplacer également dans le temps. Par exemple, marcher un kilomètre peut durer trente minutes - mais si vous courez, cela peut ne prendre que quinze minutes.

La vitesse n'est qu'une mesure du temps qu'il vous faut pour atteindre un point éloigné. La physique de la relativité vous permet de choisir n'importe quelle destination que vous aimez dans l'univers - et avec la bonne technologie, vous pouvez réduire votre temps de voyage jusqu'à cette destination autant que vous le souhaitez - tant que votre temps de voyage reste supérieur à zéro.

C'est la seule limite que l'univers nous impose vraiment - et cela concerne autant la logique et la causalité que la physique. Vous pouvez voyager dans l'espace-temps de différentes manières pour réduire votre temps de trajet entre les points A et B - et vous pouvez le faire jusqu'à ce que vous presque se déplacer entre ces points instantanément. Mais vous ne pouvez pas le faire plus rapidement qu'instantanément car vous arriveriez à B avant même d'avoir quitté A.

Si vous pouviez le faire, cela créerait des problèmes de causalité impossibles - par exemple, vous pourriez décider de ne pas s'écarter du point A, même si vous avez déjà atteint le point B. L'idée est à la fois illogique et une violation des lois de la thermodynamique, car l'univers contiendrait soudainement deux d'entre vous.

Donc, vous ne pouvez pas vous déplacer plus rapidement que la lumière - non pas à cause de quelque chose de spécial à propos de la lumière, mais parce que vous ne pouvez pas vous déplacer plus rapidement qu'instantanément entre des points distants. La lumière se déplace essentiellement instantanément, tout comme la gravité et peut-être d'autres phénomènes que nous devons encore découvrir - mais nous ne découvrirons jamais rien qui se déplace plus rapidement qu'instantanément, car l'idée n'a aucun sens.

Nous, les êtres chargés de masse, éprouvons de la durée lorsqu'ils se déplacent entre des points éloignés - et nous pouvons donc également mesurer combien de temps il faut un signal instantané pour se déplacer entre des points distants, même si nous ne pourrions jamais espérer atteindre un tel état de mouvement nous-mêmes.

Nous sommes bloqués sur l'idée que 300 000 kilomètres par seconde est une limite de vitesse, car nous pensons intuitivement que le temps passe à un taux universel constant. Cependant, nous avons prouvé dans de nombreux tests expérimentaux différents que le temps ne fonctionne clairement pas à un taux constant entre différents référentiels. Donc, avec la bonne technologie, vous pouvez vous asseoir dans votre vaisseau spatial étoilé et faire une tasse de thé rapide pendant que des éons passent à l'extérieur. Il ne s'agit pas de vitesse, il s'agit de réduire votre temps de trajet personnel entre deux points distants.

Comme l'a dit Woody Allen: Le temps est la façon dont la nature empêche tout de se produire en même temps. L'espace-temps est la façon dont la nature empêche tout de se produire au même endroit à la fois.

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