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A la vitesse de la lumière

Date : lundi 2 mars 2015 à 0h18
Numéro : 497/551 • Auteur : • Lien court : http://ekh.io/wh

Catégorie : Science • Tags : , , , ,

Il y a parfois des grandeurs que l'esprit humain a beaucoup de mal à appréhender. En ce qui me concerne, j'ai souvent besoin d'analogies, d'un petit dessin ou de quelque chose de très visuel pour intégrer certaines notions.

Et la vitesse de la lumière entre pile dans cette catégorie !

Je vous propose donc ci-dessous une vidéo qui vous invite à "chevaucher un photon" à travers une animation scientifiquement réaliste ! La caméra part du soleil et s'en éloigne à la vitesse de la lumière, afin de nous en donner une idée. Notez que comme le dit l'auteur, certaines libertés ont été prises, en particulier sur ce qu'il serait possible de "voir" à une telle vitesse.

Ça surprend, non ?!

En tant que fan de science-fiction, je m'attendais à quelque chose de beaucoup plus rapide, alors qu'il faut péniblement 45 minutes pour atteindre Jupiter (heureusement que l'indicateur en haut à droite de la vidéo permet de sauter d'une planète à l'autre).

Pour compléter votre appréciation de la vitesse de la lumière, voici trois chiffres :

  • L'étoile la plus proche de Soleil est Proxima Centauri, et elle est à 4.25 années lumières (donc un voyage de plus de 4 ans à la vitesse ci-dessus).
  • Notre galaxie, la voie lactée, fait 100'000 années lumières de diamètre ! Autant dire qu'on n'est pas près d'en faire le tour.
  • La galaxie la plus proche de la nôtre est Andromède, et elle se situe à 2.55 millions d'années lumières. Voila, voilà...

Merci à Dark Para de m'avoir fait découvrir cette vidéo.

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15 commentaires

  1. Très intéressant à voir =)

    Au final, ce n’est pas si étonnant que ça étant donné qu’à part aux moments où l’on dépasse une planète on n’a pas vraiment d’éléments permettant de juger de la vitesse. Juste les étoiles qui sont déjà incroyablement lointaines et minuscules. Les planètes disparaissent rapidement de vue. Bref que tu sois à 130km/h ou 300 000km/s, sans élément proche pour comparer, on voit pas trop de différence.

    Même si le phénomène dont je vais parler est ridicule comparé à ça, c’est un peu comme sur l’autoroute. Tu regardes droit devant, tu n’as pas l’impression d’aller très vite surtout s’il n’y a personne. Si tu regardes sur le côté le paysage qui défile, ça donne rapidement mal à la tête et envie de vomir.

    C’est une chose que je trouve assez terrifiante que l’univers. Les distances, la taille de certaines étoiles/planètes/galaxies 1 000 000 de fois plus grosses que le système solaire etc.

  2. Moi, c’est justement le temps qu’il faut pour aller d’une planète à l’autre (et même la vitesse à laquelle on dépasse une planète) qui me semble très long ! Mais encore une fois, mes idées sont certainement biaisées par la SF…

    Le pire, c’est cette vidéo couplée aux chiffres que je donne. Pour reprendre l’idée de ton dernier paragraphe, ce qui me terrifie, c’est ce genre de limite (astro)physique. La vitesse de la lumière est une limite absolue (d’après la relativité restreinte) qui est même probablement physiquement inatteignable ! En gros, ça veut dire qu’il est rigoureusement impossible de voyager sérieusement entre les étoiles… C’est d’une tristesse !!! Un peu comme si on se trouvait face à un gigantesque mur en se disant que l’univers s’arrête là, et qu’il n’y a rien après.

    Du moins, d’après nos connaissances et modèles physiques actuels.

    Vivement que les Centauris nous vendent les points de sauts hyperspaciaux, ou qu’on dompte la combustion, ou qu’on découvres des vortex anciens

  3. Jusqu’à ce qu’on trouve un truc ^_^

    Comme traverser les océans. Avant, on pouvait tout juste faire des toutes petites embarcation qui nous permettaient de traverser les fleuves. Puis on a fait des bateau à voile qui péniblement, sur plusieurs mois, arrivaient à traverser un océan.

    Maintenant, on prend l’avion et on traverse en 3 heures ! Notez bien que l’idée de faire voler quelque chose de plus lourd que l’air était probablement considéré comme physiquement impossible à l’époque.

    Je pense que pour le moment, on est entre la barque (aller sur la lune) et les prototype de bateau à voile (envoyer des sondes sur mars)…

  4. J’aime beaucoup ton analogie, mon cher Lyr (qui est redevenu Lyrgard ! Tient !).

    Cela dit, il pourrait aussi apparaitre un problème de ressources (matériaux, temps et connaissances).

    Ce que je veux dire par là, c’est que traverser des océans, que ce soit sur des galions ou des airbus, ça consomme finalement assez peu de ressource en matière/énergie par rapport à la planète. C’est un projet largement envisageable à l’échelle d’une vie humaine (temps) et les connaissances dans ce domaine sont solide et ont pu être consolidées.

    Pour réussir ne serais-ce qu’à approcher la vitesse de la lumière :

    – Il faut des ressources matérielles aujourd’hui indéterminées, extrèmement couteuses pour un retour sur investissement incertain (voir la mission vers Mars sans cesse reportée) et dans un contexte d’épuisement des ressources terrestres…

    – Il faut du temps, tant dans le développement du projet que dans le temps que vont y consacrer les futurs explorateurs (~10ans de vie si on atteint ne serais-ce que 50% de la vitesse de la lumière, ce qui est bien au-délà des hypothèses du paradoxe de Fermi). Si c’est un classique de la SF, c’est du jamais vu dans l’histoire de l’humanité je pense. Je parle bien du voyage, pas de l’expédition dans son ensemble.

    – Il faut des connaissances, i.e. en supposant que la civilisation ne se soit pas éffondrée d’ici là (paramètre L de l’équation de Drake), mais aussi que la recherche ce soit orientée dans la bonne direction.

    Ce que je veux dire, c’est que si ton analogie est très séduisante d’une point de vue global, la limitation en terme de ressources pourrait la mettre en défaut…

  5. Je ne suis pas tellement convaincu par ton argument, mon cher Ekho.

    Si on reprend mon analogie, je pense que si on avait expliqué tout ce qui est nécessaire à la construction d’un boeing au paysan sur sa barque, il aurait répondu que c’est impossible à produire ! Et à l’époque, traverser les océans n’était pas envisageable à l’échelle d’une vie humaine.

    De plus, tu parle d’approcher la vitesse de la lumière, donc a priori en restant dans le domaine physique connu actuellement, et ça on sait que c’est impossible (l’énergie nécéssaire tend vers l’infini lorsque la vitesse tend vers l’infin). Si on arrive à dompter ces distances, ça sera d’une autre façon. Tout comme l’avion de nos jours, par rapport au bateau.
    Il y a déjà des théorie qui envisagent de retrécir l’espace devant un vaisseau et de le dilater derrière. Le vaisseau se déplacerait à une vitesse « normale », mais ce plissage de l’espace lui permettrait d’aller bien plus vite (ne me demande pas plus d’explications), de plus, le tout permettrait d’être tout le temps en chute libre, donc sans effet d’accélération !

    Regarde ce lien par exemple : http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9trique_d%27Alcubierre

  6. Cette notion d’analogie est assez interessante…

    Pour ce qui est de traverser les océans, tu prend en exemple une barque. Ce qu’il y a, c’est que la projection se fait assez facilement. Une barque permet de traverser un fleuve. Une grosse barque permettra de traverser un gros fleuve. Un bateau moyen le fera pour une mer ou un gros lac. Etc. On se dit assez naturellement que plus on aura un gros bateau, plus on pourra traverser une grosse quantité d’eau (je simplifie volontairement).

    Pour les avions, c’est un peu pareil : les oiseaux volent, eux ! On a donc des exemples de chose qui sont plus lourdes que l’air et qui volent ! Sans parler des gaz légers, de la fumée du feu qui monte, etc. Bref, même sans avoir la moindre idée de comment s’y prendre, on sait que c’est possible en pratique.

    Pour ce qui est du voyage plus vite que la lumière, on n’a aucun exemple ! Rien ! Malgré nos progres technologique, tant en astrophysique (téléscopes…) qu’en physique quantique (CERN…), on n’a jamais rien observé de plus rapide que la lumière (ou du moins qui irait d’un point A à un point B en moins de temps que ne le ferait un rayon lumineux direct dans l’espace). On est au delà de la difficulté techn(olog)ique là : on parle de quelque chose qui n’a jamais été observé, même pas indirectement.

    Il nous reste les théories (telle celle que tu cites). Mais là, il y a un double écueil :

    – Primo, ce sont des théories, qui sont possibles dans nos modèles physiques actuels. Mais c’est tout. En gros, on pourrais (en forcissant le trait) imaginer des tas de choses qui restent possibles, tout en étant tout simplement fictives, car dans la réalité, ça n’existe pas ! « Ca pourrait exister ? Oui. Mais ça n’existe pas en vrai (en général, car nos modèles seraient incomplets). » Ce que je veux dire par là, c’est que je me méfie beaucoup des théories pures qui ne sont issues d’aucune observation. Même si ça fait de cools idées pour la SF !

    – Secundo, il y a quelques theories qu’on l’on peut éventuellement observer par l’expérience (je pense notament à la téléportation). Mais ces dernières sont faites sur des particules : nous sommes dans le domaine de l’infiniment petit ! Le transfert vers notre échelle est très tentant, mais ça peut aussi être une limite infranchissable.

    PS :

    le tout permettrait d’être tout le temps en chute libre, donc sans effet d’accélération !

    Je pense voir ce que tu veuxs dire, mais en chute libre, on subit justement une accélération : celle de la pesanteur.

  7. Manifestement, la programmation avec OpenGL m’a attaqué le cerveau : le premier truc qui m’est venu tout naturellement à l’esprit au passage de Mercure a été « mais il est faux leur calcul d’éclairage ! ».
    Je reconnais quand même qu’avec un éclairage correct les planètes auraient été quasiment entièrement dans l’ombre, ce qui aurait donné un rendu moins chouette 🙂

    Pour rebondir sur la discussion entre Lyr et Ekho : entre les théories et l’application a un vaisseau contenant des gens (ce qui implique que le vaisseau ne se disloque pas en cours de route, et que les gens arrivent à destination à peu près vivants), il y a quand même un long chemin. Il faut aussi s’assurer que le plissage de l’espace ne va pas avoir d’impact sur le système solaire de départ et celui d’arrivée. Si on fait un parallèle avec les bateaux, on pourrait imaginer quelque chose qui génére une grande vague qui se déplace avec le bateau, permettant à celui-ci de glisser sur la vague tout le long du trajet. C’est magnifique sur le principe, non ? L’ennui, c’est que si à chaque voyage on doit noyer le pays d’arrivée sous un raz-de-marée, c’est moins bien…

    Alors bien sûr, peut-être qu’on ferait attention à diminuer la vague en approchant de la côte et de finir le trajet avec un moyen plus traditionnel plus lent. Mais est-ce qu’on prendrait la peine de le faire, et de perdre du temps, pour la petite île au milieu du trajet ?

    Je dois être un peu pessimiste, mais je me dis que l’humanité a déjà mis pas mal de bordel sur la Terre. Je ne sais pas si ce serait une bonne chose qu’on développe une technologie nous permettant d’aller partout dans l’univers.

  8. Haha, c’est un peu ça. Dans l’état actuel des connaissances, les théories prévoient qu’au moment où le Warp drive d’Alcubierre serait éteint, il y aurait un rayonnement tel que… pas grand chose serait intact. Mais bon, c’est du détail, tout ça !

    Au passage, une page de la NASA qui parle des différentes hypothèses sur lesquelles elle se penche : http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/ideachev.html

    Et ici un lien très complet qui parle du Warp drive d’Alcubierre, et en particulier à la fin du problème que tu soulève, Eldermê :
    http://www.npl.washington.edu/AV/altvw81.html

     » What would happen to external objects (space dust, rocks, other ships, asteroids, planets, …) that happened to lie in the path of an Alcubierre ship and entered the region of distorted space-time at the leading edge of the warp, where space is rapidly being collapsed? The nuclei of any matter transiting that region would first experience enormous compressional forces, probably form a quark-gluon plasma reminiscent of the first microsecond of the Big Bang, and then explode in a flood of pi mesons and other fundamental particles when the compression forces were released, stealing energy from the warp field in the process. « 

  9. Je prendrais le temps de vous répondre ce soir, mais…

    @ Lyr:

    Mon cher Lyr, permet-moi de te féliciter : tu viens de poster le 5’000eme commentaire depuis l’existence de mon blog ! 🙂

  10. @ Eldermê:

    Je n’avais pas percuté là-dessus, mais l’auteur de la vidéo indique lui-même qu’il a pris certaines libertés. En effet, les planètes devraient être en contre-jour. D’ailleurs, le simple fait de voyager à la vitesse de la lumière en « regardant derrière » devrait donner une image fixe, puisque les photons vont à la même vitesse que nous… D’un autre coté, la vitesse de la lumière est sensée être une constante, quelle que soit notre propre vitesse relative ; cela dit, est-ce que ça reste vrai si on va nous-même à la vitesse de la lumière…?

    La questions de intégrité d’un vaisseau qui utiliserait ce « warp drive » est bonne, et rejoins ma réflexion quant à la possibilité de transférer un phénomène d’une échelle microscopique à une échelle macroscopique.

    Effectivement, je te trouve un peu pessimiste quant aux dégâts que pourraient faire l’humanité dans les étoiles… Mais pour ma part, je me dis que si on arrive à quitter sérieusement le système solaire, c’est qu’on aura quand même réussi à acquérir un peu de sagesse et de stabilité, dans tous les domaines, à commencer par une bonne gestion de ressources de notre planète mère.

    @ Lyr:

    Pas très rassurant tout ça, quant à l’utilisation de tels phénomènes.

    Remarque, je crois que ça a déjà été tenté, il y a environ 13.7 milliards d’années…

  11. Plutôt qu’une image fixe, la planète à l’instant auquel on est arrivé à son niveau ? Donc au fur et à mesure qu’on s’éloigne de la planète, on la verrait « dans le passé » ? Ou peut-être pas. Ça me fait des nœuds au cerveau en tout cas !

    Tu crois que la capacité à explorer plus loin est liée à la sagesse et la stabilité ? Historiquement la conquête des Amériques a donné un génocide chez les amérindiens et la déportation d’esclaves noirs. J’ai du mal à voir beaucoup de sagesse là-dedans.

    Quant à la gestion des ressources, il me semble qu’un des arguments avancés pour une conquête de l’espace serait d’aller miner des ressources dans l’espace (ce qui impliquerait donc que le coût du voyage soit inférieur aux ressources ramenées). Je crois qu’on ferait mieux de nous mettre dans la tête qu’on a des ressources en quantité finie sur notre planète mère, qu’il faut faire avec, et qu’il faut arrêter de vouloir toujours consommer plus.

    Maintenant si explorer l’espace se limite à observer pour la beauté de la chose et son intérêt scientifique, je trouve ça très chouette 🙂

    Au fait, as-tu vu Interstellar ? J’ai beaucoup aimé le film dans l’ensemble, mais à côté de ça j’ai trouvé très dérangeant le fait que la question écologique soit complètement évacuée du film.

  12. Au contraire même, je me dis que si un jour la sagesse et la gestion des ressources deviennent nos points fort (eh, on peut tout imaginer en science fiction, même l’improbable !!), et comme le suggère Eldermê, on aura perdu les deux principaux moteurs de conquête (et donc aussi spatiale) 😉

  13. Perso, je me dis qu’on a atteint un point de non retour… Rassembler les ressources que je listais plus haut (temps, connaissances, matières premières), aujourd’hui, ce n’est plus possible à mon avis ! L’état de la planète mais aussi les perspectives sociales (de plus en plus de pauvres, qui sont eux-même de plus en plus pauvres) nous en empêchent. Et même si on tentait de mettre en place un programme de conquête des ressources spatiales pour pallier aux besoins terrestres, je pense que ça ne passerait pas : un tel projet se ferait au mieux sur le moyen terme, alors qu’il y a du court terme à gérer. Ca risquerait de se traduire par des émeutes, des révolutions, etc. « Regardez l’argent gaspillé sur leur warp drive, alors qu’on meurt de soif !! »

    C’est en ça que je me dis que ne pouvant plus partir vers les étoiles dans l’état actuel de la planète mais aussi de l’humanité, nous sommes condamnés à nous éteindre (d’une façon ou d’une autre) ou à parvenir à une stabilité AVANT. A partir de là, notre départ vers les étoiles serait de l’exploration scientifique, en effet, et non de la colonisation.

    Bien sûr, il y a une troisième possibilité : « qu’on » vienne nous chercher avant…

    @ Eldermê:

    Oui, j’ai vu Interstellar.

    J’ai bien aimé, mais j’ai aussi souffert du syndrome du film sur-vendu : on m’en avait dit tellement de bien (au point que deux amis sont venus le voir une seconde fois, avec Sandra et moi) que j’ai été un peu déçu. Si le scénario est très bon, il en reste assez simple, en exploitant le célèbre paradoxe de l’écrivain (« si je remonte le temps pour donner Hamlet à Shakespeare avant qu’il ne l’écrive, qui l’aura écrit à l’origine ? »).

    La question écologique, je trouve que c’est justement le point fort du début du film. La Terre est montrée dévastée, usée ! Il y a un très puissant sentiment d’impuissance, justement. L’humanité apparaît au bord de son extinction, sans trop en avoir conscience d’ailleurs. Cette poussière, qui s’insinue partout, c’est très bien trouvé ! Alors, effectivement, ce n’est pas plus détaillé que ça… Mais je pense que c’est voulu ! L’idée, c’est d’abandonner ce sujet, comme les Hommes doivent abandonner la Terre. De toute façon, il est trop tard, ça ne sert plus à rien de regarder derrière. Tu n’es pas la première que j’entende faire ce reproche au film, mais personnellement, ça ne m’a pas du tout gêné !

  14. Si, justement, cela sert à quelque chose de regarder en arrière : à apprendre des erreurs du passé. Regarder en arrière juste pour s’apitoyer sur son sort et dire « avant c’était tellement plus mieux, on faisait une invention tous les jours et on savait jouer au baseball en mangeant des saucisses » (ce que fait le héros dans la première partie du film, donc 😛 ), je suis d’accord que cela ne sert à rien. Mais regarder en arrière pour tirer une leçon du passé, se dire « alors là on a fait une course à la consommation sans se préoccuper du prix à payer à long terme pour les générations futures ou des conséquences en terme d’exploitation des populations pauvres » (au passage dans ce film, humanité = les Américains = la population des Etats-Unis), là c’est utile. C’est même indispensable, sinon on se condamne à répéter l’Histoire comme le dit une citation célèbre.

    Attention, spoiler pour ceux qui n’ont pas vu Interstellar :

    A la fin du film, j’ai eu l’impression que le message était « l’humanité à réussi à se sauver elle-même grâce à la science et à sa capacité à repousser toujours ses limites, nous devons donc continuer à nous surpasser pour faire de grandes choses ». Avec d’après le film, « grandes choses » = inventions technologiques et dépassement de soi. Grandes choses != nourrir la population (d’ailleurs on ne s’intéresse guère aux biologistes qui font de la recherche pour trouver des cultures qui résistent aux maladies), ou s’interroger sur en quoi c’est censé être affreusement plus difficile pour un Blanc coincé sur une planète pendant 10 ans qui pour un Noir coincé dans un vaisseau pendant 20 ans (là aussi, j’ai été assez choquée !).

    A aucun moment il n’y a une réflexion du genre « nous avons réussi à trouver une nouvelle planète, essayons de la préserver un peu mieux que la précédente » (au contraire, même, puisque qu’à la fin du film l’humanité sait qu’elle pourrait toujours aller ailleurs si elle dégrade trop sa planète actuelle). On reste vraiment dans la culture du consommable-jetable.

  15. Oui, je comprend ton analyse.

    Mais pour moi, ce n’était pas le sujet du film. Pour moi, c’était surtout la fuite de la Terre, confiée à une poignée de personnes qui n’ont pas droit à l’erreur (surtout après avoir vu toute la première partie du film qui, comme je le disais, est hyper oppressante).

    Quant aux leçons à apprendre de la perte de la Terre, je pense qu’elles sont aussi rendues un peu hors-sujet dans le film car la génération que l’on suit n’a pas causé les catastrophes dont elle souffre. Au contraire, je pense qu’elle a appris à se contenter de peu. Du moins, en y réfléchissant à posteriori, c’est comme ça que je le vois.

    Et concernant le blanc qui déraille après avoir attendu 10 ans, c’est plus un problème de base du personnage (je ne les ai plus en tête, mais il me semble qu’il y a des indices montrant qu’il a un gros ego mais pas forcément le courage nécessaire à sa mission). En ça, le personnage noir est bien meilleur, justement !

    Mais ça vaudrait le coup que je revoie ce film…

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