La vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour...) dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) n’est pas une vitesse limite au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) conventionnel. Nous avons l’habitude d’additionner des vitesses, par exemple nous estimerons normal que deux voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un...) roulant à 60 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) à l’heure en sens opposés se voient l’une et l’autre comme se rapprochant à une vitesse de 60 km/h + 60 km/h = 120 km/h. Et cette formule approchée est parfaitement légitime pour des vitesses de cet ordre (60 km/h ≅ 16,67 m/s).
Mais, lorsque l’une des vitesses est proche de celle de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) dans le vide, un tel calcul classique s’écarte trop des résultats observés ; en effet, dès la fin du XIXe siècle, diverses expériences (notamment, celle de Michelson) et observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) laissaient apparaître une vitesse de la lumière dans le vide identique dans tous les repères inertiels.
Minkowski, Lorentz, Poincaré et Einstein introduisirent cette question dans la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) galiléenne, et s’aperçurent de la nécessité de remplacer un principe implicite et inexact par un autre compatible avec les observations :
Après mise en forme calculatoire, il se dégagea que la nouvelle formule de composition comportait un terme correctif en 1/(1+vw/c²), de l’ordre de 2,7×10-10 seulement à la vitesse du son.
L’effet devient plus visible lorsque les vitesses dépassent c/10, et spectaculaire à mesure que v/c se rapproche de 1 : deux vaisseaux spatiaux voyageant l’un vers l’autre à la vitesse de 0,8 c (par rapport à un troisième observateur), ne percevront pas une vitesse d’approche (ou vitesse relative) égale à 1,6 c, mais seulement 0,98 c en réalité (voir tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) ci-contre).
Ce résultat est donné par la transformation de Lorentz :
où v et w sont les vitesses des vaisseaux spatiaux, et u la vitesse perçue d'un vaisseau depuis l’autre.
Ainsi, quelle que soit la vitesse à laquelle se déplace un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) par rapport à un autre, chacun mesurera la vitesse de l’impulsion lumineuse reçue comme ayant la même valeur : la vitesse de la lumière ; en revanche, la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) observée d’un rayonnement électromagnétique (Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique...) transmis entre deux objets en déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) relatif (ainsi que les quantums d’énergie associée entre le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) émis et le rayonnement perçu par l’objet cible) sera modifiée par effet Doppler-Fizeau (L’effet Doppler est le décalage de fréquence d’une onde acoustique ou...).
Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le...) unifia les travaux de ses trois collègues en une théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de...) homogène, appliquant ces étranges conséquences à la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) classique. Les confirmations expérimentales de la théorie de la relativité furent au rendez-vous, à la précision des mesures de l’époque près.
Dans le cadre de la théorie de la relativité, les particules sont classées en trois groupes :
Les masses au repos combinées avec le facteur multiplicatif donnent une énergie réelle pour chacun des groupes définis précédemment.
Ce qu'interdit la relativité restreinte (La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein...), c'est de transporter l'énergie ou l'information plus vite que c.
Seuls peuvent « voyager » plus vite que c (à vitesse dite supraluminique) des fronts virtuels (certains veulent citer l’exemple de l’ombre portée à grande distance d’un objet en rotation autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d’une source lumineuse, mais oublient de préciser la forme réelle de cette « ombre », même si la lumière est transportée en ligne « droite » dans le vide sur ces distances en oubliant de prendre en compte la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...) des transporteurs de la lumière par le phénomène probabiliste de la diffraction ; et on ne peut pas se servir de ces objets immatériels pour transmettre un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...), ni de l’énergie. Ce ne sont en fait même pas des objets à proprement parler.
Le paradoxe EPR (Le paradoxe EPR, abréviation de paradoxe Einstein-Podolsky-Rosen, est une expérience de...) et son expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences...) ont montré que la physique quantique (La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques...) donne des exemples pour lesquels les particules se comportent comme si elles pouvaient se coordonner alors que les écarts dans l'espace et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) réclameraient pour cela de dépasser c. Pourtant, ce phénomène ne peut justement pas être utilisé pour transmettre de l'information.