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Crédit : Salvador Dali - Moma

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"Persistance de la mémoire" de Salvador Dali, 1931. Huile sur toile, 24,1 x 33 c [...]
Pour connaître le temps, il faut avoir une masse

texte de Fabrice Mottez

publié le 08-12-2002

Un objet qui a une masse possède une énergie qui dépend de sa masse et de sa vitesse. Cette énergie est E= Gamma x masse x C2 où C2 est la vitesse de la lumière au carré. Quand l’objet est immobile, Gamma=1 et l’énergie est E=mC2. C’est la fameuse équation à laquelle tout le monde pense quand on prononce le nom d’Einstein.

dictionnaire
Lumière

Lumière

Photon

Photon

L’autre partie est l’énergie due à la vitesse, qu’on appelle énergie cinétique.

Que se passe-t-il lorsque V s’approche très près de la vitesse C de la lumière ? Gamma devient très grand. Et si V=C, gamma est infini.

Considérons alors un photon émis par l’étoile Procyon A et qui atteint la Terre. Vu de la Terre, ce photon a mis 11,4 ans à voyager. On peut dire que T=11,4 ans.

Pour le photon, T0=T/Gamma. Comme le photon voyage à la vitesse de la lumière, Gamma est infini, et T0 vaut 11,4 divisé par l’infini, c’est à dire 0.

Pour le photon, le voyage entre Procyon et la Terre est instantané. En fait, pour un photon, tous les évènements sont instantanés. Puisqu’il n’a pas l’expérience de la durée, un photon ne sait pas que le temps existe.

Quand la vitesse V se rapproche de C, Gamma tend vers l’infini, et l’énergie E tend aussi vers l’infini. A moins que la masse m soit nulle.

Or il est impossible d’avoir une énergie infinie. Seuls les objets qui n’ont pas de masse (comme les photons et peut être les neutrinos) peuvent atteindre la vitesse de la lumière et garder une énergie finie.

Réciproquement, considérons les objets de masse nulle. Peuvent-ils avoir une vitesse autre que la vitesse de la lumière ?

La masse est la grandeur qui donne aux objets leur inertie. Si un objet n’a pas d’inertie, la moindre pichenette peut lui donner la plus grande vitesse possible. La vitesse maximale possible (en relativité) est précisément la vitesse de la lumière C.

Moralité : un objet de masse nulle se déplace à la vitesse de la lumière, et d’après ce que nous avons vu au paragraphe précédent, il n’a aucune expérience de la durée. Il ne sait pas que le temps existe.

Un objet de masse non nulle se déplace à une vitesse inférieure à C (sinon il aurait une énergie infinie), et il a l’expérience de la durée.

Pour savoir que le temps existe, il faut avoir une masse.