Comment a-t-on la certitude de la vitesse de la lumière est indépassable ?

Question

Je ne suis ni physicien ni matheux. Si c'est possible, pourriez-vous me donenr une réponse de type "qualitatif" ? Sinon, je ferai l'effort. Promis. Merci d'avance.

Answer 1

On se base sur des calculs, des postulats et des théories qui seraient alors complètement fausses si c'était possible. Et comme ces théories ont été, pour l'instant, systématiquement vérifiées par l'expérience, on en déduit qu'elles sont vraies.

Tout est parti de l'étude des ondes électromagnétiques. Un physicien, James Clerk Maxwell, montre que les ondes électromagnétiques se propagent à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Il identifie alors la lumière comme une onde électromagnétique.

Cependant ses équations, qui fonctionnent super bien, impliquent la constance "c" de cette vitesse dans le référentiel. La question qui se pose alors est "oui, mais quel référentiel?". Maxwell propose que les ondes électromagnétiques (dont la lumière) se propagent dans un milieu, l'Ether, dont le référentiel est inertiel et absolu.

Albert A. Michelson et Edward Morley réalisent alors une expérience, pour mesurer la vitesse de la Terre dans ce référentiel avec un interféromètre. Cette expérience est basée sur une mesure de la vitesse de la lumière dans deux directions différentes. L'une dans la direction du déplacement de la terre, l'autre perpendiculaire au déplacement.

Contre toute attente ils mesurent une même vitesse dans les deux directions. La surprise est de taille et totalement contre-intuitive.

Cela ne pouvait s'expliquer que de deux manières:

1/ Soit la terre est immobile dans le référentiel de l'Ether
2/ Soit il n'y a pas d'Ether, la vitesse "c" est identique dans tous les référentiels et les distances se contractent ou le temps se dilate quand il y a un mouvement

Les bases de la théorie de la relativité restreinte étaient jetées. De théories mathématiques en théories mathématiques, on finit par se rendre compte que non seulement "c" est une limite infranchissable, mais que pour l'atteindre, un corps de masse non nulle doit fournir une énergie infinie.

Answer 2

la théorie de la relativité dit que la matière (un objet doté d'une masse) ne peut pas dépasser, ni même atteindre la vitesse de la lumière, il faudrait une énergie infinie pour y arriver.
Celà vaut ce que vaut la théorie en question, qui sera sans doute un jour non pas invalidée, mais englobée dans une théorie plus large, ou il y aura peut-être des "ouvertures" ?

mais en attendant médite celà :

la vitesse de la lumière étant supérieure à celle du son, bien des gens ont l'air brillants jusqu'à ce qu'ils ouvrent la bouche !

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Answer 3

Les lois de la physique telles qu'elles sont établies à l'heure actuelle excluent toute vitesse supérieure à la lumière. Parler d'une telle vitesse est absurde. C'est un non-sens.
Les lois en questions reposent entre autres sur la tréorie de la relativité qui jusqu'à présent n'a pas été remise en question (à quelques détails près). Cela ne veut pas dire que ça ne sera pas le cas un jour.
Quant à celui qui dit que "les physiciens sont plein de certitudes, c'est pour ça qu'on avance pas", c'est bien la plus belle anerie que j'ai lu aujourd'hui.

Mais pour revenir à la question initiale, il est fort probable que voyager dans un vaisseau spatial à une vitesse supérieure à celle de la lumière ne restera possible que dans les films.

Answer 4

Cette "certitude" vient des modeles physiques courrament utilises et en fait tellement utilise qu on les considere comme vrai.
Si tu developpes un peu les diverses equations quantiques qui te definissent tout un tas de parametre du genre energie ou entropie
Tu verras souvent aparaitre le terme suivant :
(c - Vitesse) ou c est la vitesse de la lumiere et Vitesse la vitesse considere
tu t apercois que si cette vitesse depasse celle de la lumiere
et bien tu va passer en negatif et tu obtiendras des resultats abherrant pour ton systeme.
Donc en fait ce n est pas exactement que c est une certitude c est simplement qu a l heure actuelle nous ne possedons pas de modele physique capable de prendre en compte de telle vitesse.
Nous n en possederont sans doute d ailleur jamais car par definition de telle vitesse ne peuvent pas etre observe ou mesure par les instruments.(mais ca ne veut pas dire qu elles n existent pas ! )

Answer 5

Comment démontrer la valeur de la vitesse de la lumière ? Voici un site intéressant pour toi : http://clubastronomie.free.fr/lois/romer.htm
Pour la petite histoire, Hypolyte Fizeau (le même que pour l'effet Doppler-Fizeau) est le premier à avoir réellement mesuré la vitesse de la lumière. Au début du XXe siècle certains chercheurs ont essayé de prouver que la vitesse de la lumière pouvait être dépassée à l'aide d'interféromètres (de Michelson notamment) et ils ont malheureusement prouvé le contraire !
Voir le lien suivant qui parle un peu (sans approfondir) des résultats de Michelson : http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_de_la_lumi%C3%A8re
Il a donc bien été montré expérimentalement que l'on ne pouvait pas dépasser cette vitesse (du moins sous les nombreuses conditions expérimentales que l'on peut reproduire). Comme cela est en accord avec la théorie de la relativité restreinte et que les travaux expérimentaux ont été réalisés par de nombreux groupes à différentes époques avec des montages expérimentaux différents et qu'en plus certains voulaient prouver le contraire, on peut confirmer que la vitesse de la lumière est bien une limite. De plus cela n'a jamais été vraiment remis en question (je dis "vraiment" car un article publié dans le prestigieux journal Nature il y a qq années avait suggéré une remise en question dans un cas particulier mais je ne m'en souviens plus trop).

Enfin, donner une définition précise de la vitesse est rigoureusement difficile à cause du pb de synchonisation des horloges. En effet, imagine une horloge en un point A (départ) et une autre en B (arrivée) pour mesurer la vitesse de la particule il faut connaître le temps mis pour effectuer le trajet donc les 2 horloges doivent être synchronisées. Or pour les synchroniser il faudrait envoyer de A vers B ou de B vers A un message infiniment rapide pour que les deux horloges soient exactement synchronisées ! Si la façon de synchroniser les horloges est choisie par convention (puisque le message infiniment rapide n'est pas possible) on peut penser que la vitesse obtenue est aussi déterminée par convention. Et c'est là qu'on commence à flipper !
Un lien sur ce pb : http://homepage.sunrise.ch/homepage/schatzer/space-time.html

En conclusion, en physique une théorie est supposée correcte tant qu'on n'a pas prouvé qu'elle était erronée. Parfois d'ailleurs on ne prouve pas que l'ancienne théorie était erronée mais on prouve qu'elle correspondait à un cas particulier d'une théorie plus générale. Le cas de la vitesse de la lumière ne fait pas exception à la règle. En science, il faut savoir rester humble et reconnaître que l'on peut commettre des erreurs !

Answer 6

d'accord avec toutes les réponses sensées ci-dessus..

A monchatetmoi : il ne faut vraiment pas être au courant de ce qui s'est passé et se passe en physique actuellement pour dire de telle abérations.. Si on avançait pas, je ne crois pas que plusieurs pays dans le monde aurait mis plusieurs cantaines de millions de dollars dans la construction d'un nouvel accélérateur de particules (LHC) qui devrait entre autres permettre la validation de plusieurs prédictions faites par la théorie des cordes..
avant d'avancer des choses il faut peut-être voir plus loin que quelques centimètre autour de son nombril

Answer 7

Dans la theorie de la relativite, il faut une energie infinie pour un corps massique pour arriver a la vitesse de la lumiere, il n'est donc pas possible de la depasser. Cette theorie s'est averee tres bien jusqu'a present puisqu'elle a permis de nombreuses predictions qui ont ete verifiees.

Answer 8

Petites précisions supplémentaires :
Comme cela a déjà été dit, les équations de la physique actuelle sont telles que l'énergie d'un objet massique tend vers l'infini quand la vitesse v de ce dernier tend vers la célérité c de la lumière (dans les équations, on divise par le terme (c-v)^(qelqchose)...)
Mais cela ne veut pas dire que les particules se déplaçant à la vitesse de la lumière non pas de masse !!! La masse du photon est bien connue et cette dernière, bien que très très faible, n'est pas nulle !!! C'est là qu'intervient le fameux bosons de Higgs (il donne une masse aux particules se déplaçant à la vitesse de la lumière... et seulement à ces dernières !!! La masse d'un proton ou d'un électron étant due aux gravitons...)

Tous cela est bien compliqué, mais si ça ne l'étais pas, cela perdrait beaucoup de son charme...

Answer 9

je crois que ça n'a pas été démontré (difficile d'imaginer comment ça pourrait être fait d'ailleurs).

Answer 10

c'est tout de la théorie, c'est pas démontrable
mais d'un point de vue purement physique, on peut estimer que la vitesse maximale qu'un véhicule spacial pourrait atteindre se situe environ à 1/10 de la vitesse de la lumière
c'est dû au fait que l'espace n'est pas totalement vide
et quand on se déplace de 1km par exemple, on a de fortes chances de rencontrer une ou deux particules
si on essayait d'aller plus vite qu'une telle vitesse (30000 km/s), les particules qu'on rencontrerait seraient en tel nombre que ça échaufferait la coque du vaisseau spacial à une température de plusieurs milliers de degrés
autant dire, ça produirait la fusion de n'importe quel matériau (présent ou futur)