L'Univers est un endroit extrêmement grand. Alors que les astronomes regardaient plus loin dans l'espace au cours des siècles et plus profondément dans le passé, ils ont compris à quel point notre planète et notre espèce semblaient petites et insignifiantes en comparaison. Dans le même temps, les recherches en cours sur l'électromagnétisme et les étoiles lointaines ont conduit les scientifiques à déduire quelle est la vitesse de la lumière - et que c'est la vitesse la plus rapide pouvant être obtenue.
En tant que tels, les astronomes ont pris l'habitude d'utiliser la distance parcourue par la lumière en une seule année (alias une année-lumière) pour mesurer les distances à l'échelle interstellaire et intergalactique. Mais jusqu'où la lumière voyage-t-elle en un an? Fondamentalement, il se déplace à une vitesse de 299 792 458 mètres par seconde (1080 millions de km / heure; 671 millions de mph), ce qui représente environ 9 460,5 milliards de kilomètres (5 878,5 milliards de miles) par an.
La vitesse de la lumière:
Le calcul de la vitesse de la lumière est une préoccupation des scientifiques depuis de nombreux siècles. Et avant le XVIIe siècle, il y avait un désaccord sur le point de savoir si la vitesse de la lumière était limitée ou si elle se déplaçait instantanément d'un endroit à l'autre. En 1676, l'astronome danois Ole Romer a réglé l'argument lorsque ses observations du mouvement apparent de la lune Io de Jupiter ont révélé que la vitesse de la lumière était limitée.
D'après ses observations, le célèbre astronome néerlandais Christiaan Huygens a calculé la vitesse de la lumière à 220 000 km / s (136 701 mi / s). Au cours du nid, deux siècles durant, la vitesse de la lumière s'est affinée de plus en plus, produisant des estimations allant d'environ 299 000 à 315 000 km / s (185 790 à 195 732 mi / s).
Cela a été suivi par James Clerk Maxwell, qui a proposé en 1865 que la lumière était une onde électromagnétique. Dans sa théorie de l'électromagnétisme, la vitesse de la lumière était représentée comme c. Et puis en 1905, Albert Einstein a proposé sa théorie de la relativité restreinte, qui postulait que la vitesse de la lumière (c) était constant, indépendamment du référentiel inertiel de l'observateur ou du mouvement de la source lumineuse.
En 1975, après des siècles de mesures raffinées, la vitesse de la lumière dans le vide était calculée à 299 792 458 mètres par seconde. Des recherches en cours ont également révélé que la lumière se déplace à différentes longueurs d'onde et est constituée de particules subatomiques appelées photons, qui n'ont pas de masse et se comportent à la fois comme des particules et des ondes.
Année-lumière:
Comme indiqué précédemment, la vitesse de la lumière (exprimée en mètres par seconde) signifie que la lumière parcourt une distance de 9 460 528 000 000 km (ou 5 878 499 817 000 miles) en une seule année. Cette distance est connue comme une «année-lumière» et est utilisée pour mesurer des objets dans l'Univers qui sont à des distances considérables de nous.
Par exemple, l'étoile la plus proche de la Terre (Proxima Centauri) est distante d'environ 4,22 années-lumière. Le centre de la galaxie de la Voie lactée est à 26 000 années-lumière, tandis que la grande galaxie la plus proche (Andromède) est à 2,5 millions d'années-lumière. À ce jour, le candidat pour la galaxie la plus éloignée de la Terre est MACS0647-JD, qui est situé à environ 13,3 milliards d'années-lumière.
Et le fond cosmique des micro-ondes, le rayonnement relique qui serait le reliquat du Big Bang, est situé à environ 13,8 milliards d'années-lumière. La découverte de ce rayonnement a non seulement renforcé la théorie du Big Bang, mais a également donné aux astronomes une évaluation précise de l'âge de l'Univers. Cela soulève un autre point important sur la mesure des distances cosmiques en années-lumière, qui est le fait que l'espace et le temps sont entrelacés.
Vous voyez, quand nous voyons la lumière provenant d'un objet éloigné, nous regardons en fait dans le temps. Quand nous voyons la lumière d'une étoile située à 400 années-lumière, nous voyons en fait la lumière qui a été émise par l'étoile il y a 400 ans. Par conséquent, nous voyons l'étoile telle qu'elle était il y a 400 ans, pas telle qu'elle apparaît aujourd'hui. En conséquence, regarder des objets à des milliards d'années-lumière de la Terre, c'est voir des milliards d'années-lumière dans le temps.
Oui, la lumière se déplace à une vitesse extrêmement rapide. Mais étant donné la taille et l'échelle de l'Univers, il peut encore s'écouler des milliards d'années depuis certains points de l'Univers pour nous atteindre ici sur Terre. C'est pourquoi il est si utile pour les scientifiques de savoir combien de temps il faut à la lumière pour voyager une seule année. Non seulement cela nous permet de comprendre l'échelle de l'Univers, mais cela nous permet également de tracer le processus de l'évolution cosmique.
Nous avons écrit de nombreux articles sur la vitesse de la lumière ici à Space Magazine. Voici jusqu'où est une année-lumière?, Quelle est la vitesse de la lumière?, Combien de choses y a-t-il dans une année-lumière?, Comment la lumière voyage-t-elle?, Et jusqu'où pouvez-vous voir dans l'univers?
Vous voulez plus d'informations sur les années-lumière? Voici un article sur les années-lumière pour HowStuffWorks, et voici une réponse de PhysLink.
Nous avons également enregistré un épisode d'Astronomy Cast sur ce sujet. Écoutez ici, épisode 10: Mesurer la distance dans l'univers.
Sources:
- NASA - Quelle est la vitesse de la lumière?
- NASA: Starchild - Qu'est-ce qu'une année-lumière et comment est-elle mesurée?
- Wikipedia - Vitesse de la lumière
- UCR - Comment la vitesse de la lumière est-elle mesurée?
