“voyager à la vitesse de la lumière” n'est pas une phrase qui a du sens parce que 1/ la lumière n'est pas une particule de type “objet physique” qui se déplacerait (un photon est un “boson”, c'est à dire le véhicule d’une force fondamentale : l'électromagnétisme), et 2/ la vitesse associée n'est pas une vitesse physique non plus, c'est une limite qui ne peut être atteinte.

La lumière est un phénomène instantané, dans le sens où pour la lumière, le temps ne s'écoule pas : on dit que la lumière n'a pas de temps propre, tout comme la gravité. Mais nous, qui sommes constitués de masse, faisons en conséquence de cette masse, l'expérience du temps dans notre propre référentiel. Il n'y a pas de temps absolu.[1][2]

Chaque particule de masse dans l'univers fait l'expérience du temps en fonction du niveau de courbure local de l'espace-temps. En d'autres termes : plus il y a de masse autour de vous et plus il y a de temps pour vous qui êtes massif. Et plus de temps pour vous veut dire qu'un observateur extérieur vous voit ralentir et que vous le voyez accélérer, par exemple comme les pendules des satellites GPS en orbite accélèrent.

Puis dans un trou noir il y a tellement de masse qu'il n'y a plus que du temps dedans, et que l'extérieur ne voit plus le temps du trou noir passer, pendant que du point de vue du trou noir c'est l'inverse, et l'univers extérieur tout entier se déroule en un instant (donc il n'existe pas)[3].

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Et étrangement, on peut démontrer qu'une particule massive qui ne se déplacerait pas par rapport à un observateur, se déplacerait à la vitesse “de la lumière” mais en direction du temps. Puis au fur et à mesure que la particule gagne de la vitesse par rapport à l'observateur, son temps propre ralentit, tel que l'un compense l'autre, selon une loi non-linéaire. La relation entre les 2 donne en fait la formule d'un cercle : donc la vitesse absolue de toute chose dans l'espace-temps semble constante, avec ou sans masse.

Autrement dit, une particule sans masse comme la lumière ne peut pas se déplacer moins vite que la lumière dans l'espace, et une particule massive stationnaire dans votre réferentiel ne peut pas voyager moins vite que la lumière dans le temps. Et la masse, qui est la difficulté de changer la trajectoire d'une particule, augmente quand la vitesse de la particule augmente.

L'équation donne que tout corps massif nécessite une énergie infinie pour être accéléré à la vitesse de la lumière, et qu'un tel objet disposerait d'une masse infinie, ce qui ne se peut pas (2 fois). Ou bien pour être accéléré à l'infini, une autre façon de faire serait de céder petit à petit toute votre masse afin de devenir petit à petit infiniment léger. Et le problème c'est que sans masse, vous ne pouvez ni exister (ni être localisé) ni agir.

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C'est pourquoi la vitesse de la lumière est très mal nommée. On pourrait l'appeler “taux de changement” de l'univers, on la voit souvent nommée “vitesse de la propagation de la causalité”, je lui préfère ma “vitesse de calcul de l'univers” qui fait bien plus de sens, ou encore “vitesse de propagation du temps”.

Quand vous pointez un laser sur la Lune, la lumière met 1.27 secondes à s'y rendre, mais uniquement “de votre point de vue” ! Pour l'univers, c'est un voyage instantané, donc ces 1.27 secondes correspond bien en quelque sorte à un temps de calcul qui par ailleurs s'effectue de votre côté (vous vieillissez de 1.27 secondes pendant que l'univers n'a pas pris une ride).

Nous existons parce que nous avons une trajectoire difficile à changer, c'est ce qui nous donne une position, on appelle cette propriété la masse. Et bien cette masse nous permet de voir quelque soit notre référentiel, une lumière qui “avance” toujours à la même vitesse. En d'autres termes : la lumière est comme l'horizon, quelque chose qui recule quand on avance vers lui, ce sont des illusions et c'est pourquoi ils ne peuvent êtres atteints : car ils n'existent pas.

Notes de bas de page

[1] L'Espace-temps - Passe-science #2