Certains Objets Peuvent-Ils Voyager Plus Vite Que La Lumière?

par Don Lincoln, Ph.D., Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)

bien que rien ne puisse aller plus vite que la lumière dans le vide, il est assez facile pour les particules de se déplacer plus vite que la lumière dans la matière à travers un milieu comme le verre., Supposons qu’un faisceau de photons et un faisceau de muons à haute énergie pointent dans la même direction et se déplacent à la même vitesse que la lumière. Bien qu’il ait été établi que la vitesse de la lumière ralentirait à l’intérieur du verre, le muon ne ralentit pas lorsqu’il traverse le verre et maintient toujours la vitesse de la lumière à l’intérieur.

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L’effet Cherenkov

alors qu’il travaillait avec des sels d’uranium dissous dans de l’acide sulfurique, un jeune physicien russe nommé Pavel Cherenkov remarqua une lumière rougeoyante., Initialement, la lumière a été attribuée directement à la radioactivité, mais lorsque Cherenkov a essayé d’isoler l’effet, il s’est rendu compte que le rayonnement faisait briller l’acide sulfurique. Finalement, il a pu montrer que même l’eau brillerait en présence de beaucoup de radiations. Nommé d’après l’étudiant, le rayonnement Cherenkov se produit lorsqu’une particule portant une charge électrique se déplace plus rapidement que la lumière à travers un milieu optiquement transparent tel que le verre. Lorsque ces particules voyagent plus rapidement, le verre émet une couleur bleue étonnante mais dangereuse.,

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Comment fonctionne le rayonnement Cherenkov?

Cherenkov a partagé ses conclusions avec son conseiller de thèse, Sergey Vavilov. Vavilov a mentionné L’effet à Igor Tamm et Ilya Frank, qui ont compris ce qui se passait. Cherenkov, Tamm et Frank ont remporté le prix Nobel de physique en 1958. Le rayonnement Cherenkov est analogue à un boom sonore qui se produit lorsqu’un jet vole plus vite que la vitesse du son., Si le jet vole plus lentement que la vitesse du son, les ondes sonores se propagent devant l’avion. Mais lorsque la vitesse du jet dépasse la vitesse du son, il comprime l’air devant lui. À mesure que le jet avance de plus en plus vite, l’énergie comprimée avance également. Lorsque l’air comprimé passe, il en résulte un bruit extrêmement fort similaire à une explosion car tous les sons arrivent en même temps. Lorsque le jet génère un son en poussant l’air hors de son chemin, il crée une série de cercles apparaissant à chaque point où le jet passe., Les cercles s’additionnent et forment un cône de son qui entoure la trajectoire de l’avion.

Tcherenkov Effet en Physique Nucléaire

L’effet Cherenkov est similaire au boom sonore mais se produit lorsqu’une particule chargée traverse un matériau transparent à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière. La particule chargée secoue les molécules du matériau et elles dégagent de la lumière lorsqu’elle se déplace. Comme dans le cas des ondes sonores, la lumière émise se déplace vers l’extérieur selon un motif circulaire à la vitesse de la lumière, ce qui donne un motif conique appelé effet Cherenkov., Les physiciens utilisent le concept de rayonnement Cherenkov dans les expériences de physique nucléaire ou de physique des particules pour distinguer les particules en mouvement rapide des particules plus lentes. En effet, la lumière de Cherenkov n’est émise que par des particules chargées électriquement se déplaçant plus rapidement que la lumière.

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Qu’est-ce qui peut voyager plus vite que la lumière?

Edwin Hubble a combiné ses mesures de distance des galaxies avec les mesures de vitesse de L’astronome américain Vesto Slipher pour dessiner un graphique intéressant en 1929., Hubble a postulé qu’il y avait une relation linéaire entre la distance des galaxies mesurée à partir de la Terre et la vitesse de récession. Cette corrélation a été prise comme une preuve claire d’un univers en expansion et du big bang.

cependant, l’expansion de l’univers a considérablement changé au fil du temps. De la rapide expansion de l’univers à environ 14 milliards d’années à l’ère de l’énergie sombre environ 5 milliards d’années et l’accélération de l’expansion de maintenant, les changements ont été spectaculaires. Nous savons que Pluton ne s’éloigne pas de nous à la vitesse de la lumière, pas plus que la Voie Lactée ou la galaxie D’Andromède., Selon L’hypothèse de Hubble, la vitesse récessive est de 70 kilomètres par seconde par méga parsec. Donc, une galaxie c’est un méga parsec l’écart va s’éloigner de la Voie Lactée à une vitesse de 70 kilomètres par seconde pendant une galaxie à une distance de 2 méga parsecs va s’éloigner à une vitesse de 140 kilomètres par seconde. Donc, plus nous nous éloignons, plus les objets bougent rapidement. Par conséquent, la théorie commune selon laquelle l’univers se développe à la vitesse de la lumière est évidemment incorrecte et une idée fausse.,

maintenant, supposons que l’univers est en effet en expansion à la vitesse de la lumière et il est calculé que les objets à 14 milliards d’années-lumière de nous voyageaient à la vitesse de la lumière, mais les objets à 28 milliards d’années-lumière Donc, l’argument de « l’expansion plus rapide que la vitesse de la lumière » est assez molles. Cependant, l’argument selon lequel la vitesse de la lumière est la vitesse ultime relève de la théorie de la relativité restreinte.,

donc, la question de savoir si deux galaxies séparées par 14 milliards d’années-lumière s’éloignent l’une de l’autre à la vitesse de la lumière ne peut pas être résolue objectivement. La distance entre ces galaxies augmente à la vitesse de la lumière, mais par rapport à leur petit espace local, elles ne bougent même pas. Par conséquent, il serait plus exact de dire que si les objets ne peuvent pas se déplacer dans l’espace plus rapidement que la lumière, mais l’espace lui-même peut se déplacer plus rapidement que la lumière., L’expansion superluminale de l’univers lointain est vraiment stupéfiante, mais ce que nous ne saurons peut-être jamais, c’est la réponse à la simple question Quelle est la taille réelle de l’univers?

questions courantes sur les objets peuvent-ils voyager plus vite que la lumière?