On a dépassé la vitesse de la lumière
       

       
         
         

cedric.naze@ulb.ac.be

      Cher Albert Einstein, 

Il y a quelques temps, j'ai pu lire que l'on était parvenu à faire avancer une impulsion lumineuse à (accrochez vous) 300 fois la vitesse de la lumière (soit c).

Que pensez-vous de cette avancée technologique? On ne faisait pas ça en 40, n'est ce pas?!

Cependant soyez rassuré cela ne violerait pas votre théorie qui dit donc qu'aucune particule MASSIQUE ne peut dépasser c. Or le photon n'a pas de masse. Cqfd. (Vous restez donc le number one).

Vous n'avez pas Internet mais je vous donne ici le lien où l'expérience est expliquée: 

www.neci.nec.com/homepages/lwan/

Pourriez-vous m'interpréter ces explications car je ne les comprends pas. 
Il parait qu'il existe d'autres expériences de ce genre en avez-vous entendu parler??? Si oui, sauriez vous m'indiquer où et comment les trouver?

Je me doute que cela doit être un choc pour vous. Aussi pour compenser vais-je poser une autre question mais plus classique : 
Je crois que vous connaissez les cônes de lumières (cette représentation en 2 ou 3 dimensions d'un moment M en fonction du temps et de sa vitesse ou quelque chose comme ça je n'ai pas très bien compris mais je suis sûr que vous voyez). 
On m'a dit que par cette interprétation graphique on s'aperçoit tout de suite que dépasser la vitesse de la lumière serait une aberration. Mais je ne vois pas du tout ni comment ni pourquoi. Là aussi, pourriez-vous m'éclairer?

Très respectueusement et admirativement vôtre:
Cédric

 

       
         

Albert Einstein

      Cher Cédric,

je vous donne raison sur un point, on ne faisait pas ça en 40! Pourquoi ? Parce qu'en 40, nous tentions de réaliser de vraies expériences scientifiques sans en interpréter les résultats comme le feraient les alchimistes du moyen-âge. Je dis cela, parce que ceux qui tirent les conclusions que vous mentionnez sont des illusionnistes, rien de plus. Aussi, votre message ne me cause aucun choc, sinon celui causé par la crainte qu'à votre époque certains scientifiques sans scrupules manipulent les résultats de leurs expériences. Les responsables sont également les revues qui acceptent de publier de telles publications abusives, qu'on pourrait même qualifier d'escroquerie, de supercherie, voire de piège à journaliste.

N'ayez crainte, la vitesse de la lumière ne peut être dépassée, ni par des photons ni par quoi que ce soit. Aucune information ne peut dépasser la vitesse de la lumière, sinon, c'est tout le principe de causalité (la flèche du temps) qui serait violé, et cela, c'est inscrit dans les lois naturelles, quoi que vous fassiez. Le principe de causalité dit qu'un effet doit être précédé d'une cause. Toute expérience remettant ce principe en question créerait une boucle temporelle. Le respect du principe de causalité est aussi la principale raison pour laquelle la lumière DOIT avoir une vitesse limite, c'est à dire C, ou 300000 km/s. Sinon, si quelque chose pouvait aller plus vite que la lumière, il deviendrait possible à un projectile d'atteindre une cible alors qu'un observateur n'ait pas encore vu la balle sortir du fusil, ce qui briserait le principe de causalité. Seule exception "possible", les tachyons, ces hypothétiques particules allant plus vite que la lumière, et qui, en principe, ne violent aucune loi tant qu'ils demeurent à une vitesse supraluminique.

Pour ce qui est des photons, même si vous les dites "sans masse", ne vous méprenez pas. Comme tout phénomène ondulatoire la lumière peut être aussi considérée comme un phénomène corpusculaire (et réciproquement). C'est le principe de la dualité onde/particule. Les photons sont des unités d'énergie (quanta), des grains d'énergie possédant une énergie E correspondant à leur fréquence f, tel que E=h*f (où h est la constante de Planck). C'est ici qu'intervient la formule d'équivalence masse-énergie, qui associe une masse à une énergie E=mc2 (où m est la masse et c la vitesse de la lumière). Ainsi, la masse d'un photon (quand il est considéré comme particule, est donc: m=h*f/c2 !!! C'est, entre autre, la raison pour laquelle la lumière est déviée par les étoiles. Les masses gravitationnelles ont sur les photons un effet comme si ces derniers avaient une masse.

Si vous voyez "quelque chose" aller plus vite que la lumière, ne soyez pas dupe : ce n'est qu'une illusion. Je vous donne quelques exemples : 

1) L'illusion des vagues. Pour déterminer la vitesse d'une vague, il suffit de mesurer la distance entre deux crêtes dans la direction du déplacement de l'onde. Si la mesure est faite suivant un autre axe, la distance est plus grande, et donc, la vitesse apparaît supérieure à la vitesse réelle des vagues. Ainsi, pour des vagues de déplaçant à la vitesse de la lumière, une mesure de la distance entre deux crêtes, faite dans un autre axe, donnerait une vitesse supérieure à celle de la lumière. Or, cela serait faux.

2) L'illusion de l'ombre. La vitesse de l'ombre d'un ballon qu'on lance en l'air peut être très grande si cette ombre est projetée sur un plan suffisamment incliné ou suffisamment lointain. Ce phénomène ne permet pas de propager des informations, mais n'empêche : l'ombre peut aller plus vite que la lumière. Mais quoiqu'il en soit, l'ombre, ce n'est rien; rien n'a été plus vite que la lumière. Nous savons, nous, que le ballon allait moins vite que la lumière.

3) L'illusion des ciseaux. Si vous refermez violemment une paire de ciseaux, la vitesse du point d'intersection des deux lames, qui se déplace le long de l'axe de ciseaux, est liée à la force avec laquelle vous effectuez ce geste. Elle peut même être supérieure à c. Mais attention, et c'est là qu'est l'illusion; ce point d'intersection en mouvement ne correspond à aucun objet physique, sa vitesse supraluminique ne viole aucune loi.

4) Dans une expérience réalisable, on peut imaginer faire passer une impulsion lumineuse, dont l'intensité dessine une cloche, au travers d'une cellule qui contient du gaz de césium. Si on ne fait pas attention dans l'interprétation des résultats, nous avons l'impression que l'impulsion lumineuse ayant traversé la cellule de césium par rapport à une impulsion de référence voyageant dans le vide, est allée plus vite que la lumière. Dépendant du montage expérimental, on peut même mesurer des vitesses de 99 millions de km/s. Facile de se laisser berner. Les deux courbes ne sont pas aux mêmes échelles. Il faut être extrêmement attentif. Seul 40% de l'impulsion lumineuse est passé au travers de la cellule. En comparant les deux courbes aux mêmes échelles, il n'y a pas de propagation supraluminique. L'astuce est simple : lorsqu'elle passe à travers la cellule de césium, l'impulsion lumineuse se transforme en effet en une impulsion plus petite dont le centre se trouve décalé par rapport à celui de l'impulsion de référence, comme si c'était principalement la première partie du message lumineux qui était passée. Le grand talent des chercheurs (tricheurs?) consiste à mettre au point une cellule qui ne change pas la forme de l'impulsion qui la traverse. Et leur grande malice est de représenter sur un même graphique, mais à des échelles différentes, l'impulsion réduite et l'impulsion de référence. 

Je vais conclure tout ceci en disant : n'est-ce pas le propre des illusionnistes que de cacher leur truc ? 

Quand aux cônes de lumière, ils définissent ce qu'on appelle plus généralement, horizon des événements. En voici une image :



La ligne verticale représente le temps. Le point M un événement quelconque dans le temps. Tout ce qui est au-dessus de ce point se déroule après lui. Tout ce qui est en dessous s'est déroulé avant. M peut être la cause d'autres événements (principe de causalité), définissant ainsi dans l'espace une zone d'influence qui croit au fil du temps mais pas plus vite que la lumière. Tout événement B situé hors du cône n'a aucun lien de causalité avec M. L'ensemble de ces zones d'influence forme un cône dit de causalité qui s'étend dans le futur, et par symétrie, dans le passé. 

Albert Einstein

source : Science & Vie, octobre 2000