Une image vaut mille mots : voici la première « photo » de la vitesse de la lumière

l'effet terrell-penrose , un phénomène de rotation apparente d'un objet se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière.

pour cela, les chercheurs ont utilisé une lumière ralentie et une caméra ultra-rapide pour photographier la relativité en action . leur étude a été publiée dans la revue communications physics , le 1er mai 2025.

depuis la formulation de la théorie de la relativité restreinte par einstein en 1905, il est connu que le monde se déforme à des vitesses proches de celle de la lumière : les objets se contractent ( contraction de lorentz ), le temps ralentit, et la perception de la simultanéité disparaît. cependant, ces phénomènes n'avaient pas été visualisés jusqu'à présent.

en 1959, james terrell et roger penrose avaient prédit qu'un objet se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière ne rétrécirait pas, mais pivoterait sur lui-même, un effet resté théorique. pour le rendre visible, les chercheurs autrichiens ont choisi de ralentir virtuellement la lumière plutôt que d'accélérer l'objet. ils ont utilisé des impulsions laser et une caméra ultra-rapide pour imiter le décalage temporel induit par une vitesse proche de celle de la lumière. « nous avons simulé une vitesse de la lumière réduite à seulement deux mètres par seconde », explique le professeur peter schattschneider, de la tu wien.

la vitesse simulée représente 0,000000667 % de la vitesse réelle de la lumière , qui est de 299 792 458 m/s.

une démonstration visuelle de l'effet de la vitesse extrême sur la lumière et notre perception. © dominik hornof et al. / communications physics

comme illustré sur l'image, à gauche, une sphère conserve sa forme mais semble décalée dans le temps. à droite, un cube parait tourner, bien qu'il soit immobile : c'est l'illustration de l'effet terrell-penrose .

c'est ce qui se produirait si un objet se déplaçait à une vitesse proche de celle de la lumière : la lumière émise par ses faces ne nous parviendrait pas simultanément . les photons de l'arrière prendraient plus de temps à nous atteindre que ceux de l'avant.

ainsi, l'image perçue combine des informations de plusieurs instants du mouvement de l'objet, créant une illusion de rotation alors que l'objet se déplace rectilignement. cette image modifie notre perception de la théorie d'einstein, qui était jusqu'alors vérifiée par des équations sans visualisation concrète.

des chercheurs autrichiens ont visualisé un effet relativiste prédit par einstein, jamais observé auparavant. ils ont utilisé un dispositif laser et une caméra ultra-rapide pour simuler un monde où la lumière se déplace à 2 m/s. l'expérience montre comment le temps et l'espace se déforment à des vitesses proches de celle de la lumière.

D’après Presse-citron.