Si je voyage dans l'espace en voiture, à la vitesse de la lumière, mes phares vont-ils s'allumer ?

La théorie de la relativité d'Einstein est formelle : rien dans l'univers ne peut se propager plus vite que la lumière, dont la vitesse dans le vide est de 300.000 km par seconde.
La vitesse de la lumière est une constante de la physique moderne. Sa valeur définit une limite infranchissable. Quelles que soient les circonstances, la lumière voyage dans le vide à la même vitesse.

Mais il n’est pas interdit de rêver et même d’imaginer qu’un jour la réalité rejoindra la science-fiction…

Maintenant, imaginons, que tout se passe à la vitesse de la lumière: il y a une voiture qui roule à la vitesse de 300.000 km/s, et ses phares allumés qui envoient un faisceau lumineux (aussi à la vitesse de la lumière), forcément en appliquant la formule : les photons de cette émission lumineuse sont aussi limités à 300.000 Km/s. On peut donc imaginer que les phares fonctionnent bien mais ne servent à rien car ils n’éclairent pas plus loin qu’eux-mêmes !

Mais on est tout de même tenté de se poser la question :

Pourquoi la lumière des phares avant d'une voiture qui roule à la vitesse de la lumière ne va-t-elle pas plus vite que la vitesse de la lumière ?

La vitesse de la lumière devrait être égale à l’équation suivante :

Vitesse de la lumière + le mouvement de la voiture = plus vite que la vitesse de la lumière, n'est-ce pas ?

C'est justement lorsque les physiciens ont su mesurer la vitesse de la lumière avec suffisamment de précision qu'ils se sont rendus compte que ce calcul, qui est celui de la relativité classique (Galiléenne) ne donne pas un résultat correct.

L'expérience montre que: vitesse de la lumière + mouvement de la voiture = toujours vitesse de la lumière

La conclusion est que ce calcul n'est pas valable, donc qu'on ne peut pas toujours additionner les vitesses, donc que la théorie de la relativité classique de Galilée n'est pas valable dans tous les cas, en particulier qu'elle ne s'applique pas à la lumière. C'est à la suite de ce constat que Einstein a inventé la théorie de la relativité restreinte, selon laquelle la vitesse de la lumière est un invariant qui ne s'ajoute à aucune autre vitesse.

Pour aller plus loin dans notre imagination, vous pouvez consulter :

- Le forum des "questions sans réponse" sur le site de Futura Sciences :

3eme question : Sur une navette saptiale qui voyage à la vitesse de la lumière, est-ce que les phares fonctionnent ?

- Une vidéo de VSauce sur Youtube :

Que se passerait-il si vous conduisiez à la vitesse de la lumière et que vous décidiez d'allumer vos phares ?

- Une vidéo "C'est pas sorcier - les mystères de l'Univers", présentée par Fred Jamie et Sabine :

Que se passe-t-il si Marcel roule à la vitesse de la lumière et qu'il allume ses phares ?

- L’agence spatiale américaine a publié une vidéo amusante pour décrire les effets d’un voyage spatial quasiment à la vitesse de la lumière. À cette vitesse, la perception du temps et de l’espace serait bien différente.

Que se passerait-il si l'on voyageait quasiment à la vitesse de la lumière ?