question posée le 12-09-2010 par VERGNAULT
Tous les scientifiques semblent s'entendre pour dire qu'aucun objet ne peut aller plus vite que la lumière dans le vide.
POURQUOI ?
réponse du 13-09-2010 par Fabrice Mottez
La loi la plus simple pour composer des vitesses est donnée par la formule d'addition.
Si je marche à 5km/h vers l'avant dans un train qui va à 100km/h, pour un observateur sur le plancher des vaches, j'avance à 105 km/h.
C'est la loi la plus simple, c'est celle que nous appliquons dans la vie de tous les jours, et qui nous paraît "normale".
Mais lorsque l'on observe des phénomènes avec de grandes vitesses, cette loi n'est plus conforme à la réalité. Du point de vue expérimental, quand on compose des vitesses très grandes (par exemple la vitesse des particules élémentaires dans un accélérateur, ou celle des rayons cosmiques), on se rapproche de "c" (qui se trouve être la vitesse de la lumière), sans la dépasser.
D'un point de vue théorique, dans la lignée des travaux du début du 20eme siècle (Einstein, Lorentz, Poincaré, Minkovski)on peut montrer la chose suivante :
on impose que la loi de composition des vitesse respecte quelques symétries simples. Par exemple, si je marche à une vitesse V sur un train qui avance à la vitesse -V, sur le plancher des vaches, on me voit aller à une vitesse nulle. Il y a deux ou trois autres règles de ce genre à respecter, un peu plus techniques, mais très simples. Alors, on peut montrer mathématiquement que la composition des vitesses suit une famille de lois, qu'on appelle les transformations de Lorentz. Dans cette famille de lois, il n'y a qu'une solution qui soit valable, la nature en "choisit une".
La transformation de Lorentz la plus simple est la loi d'addition des vitesses, mais on a vu expérimentalement qu'elle n'est pas juste.
Les autres lois de Lorentz dépendent d'un nombre qui s'avère une vitesse indépassable. On l'appelle "vitesse de la lumière" parce que la lumière va effectivement à cette vitesse, et on la note "c".
Expérimentalement, on mesure "c" avec une grande précision, c'est une valeur un peu inférieure à 300 000 km/s.
