SAN DIEGO — Si vous êtes la lumière, il est assez facile de voyager à votre propre vitesse – c’est-à-dire à 186 282 miles par seconde ou 299 800 kilomètres par seconde.
Mais si vous êtes la matière, alors c’est une toute autre affaire.
Rien de ce que nous connaissons ne se déplace plus rapidement que la lumière. Einstein, il y a presque 100 ans, a dit que ce n’était pas possible. Pour nous, la limite de vitesse a un sens étrange : Allez plus vite que la lumière, et vous pourriez revenir avant d’être parti, devenir votre propre grand-père, ou effectuer d’autres sauts de la logique cosmique.
Avancez d’un siècle. Les astronomes mesurent maintenant des choses — de la matière, des choses — qui se déplacent à une vitesse si proche de celle de la lumière qu’on pourrait penser que cela rendrait Einstein un peu nerveux. Sa théorie de la relativité ne semble pourtant pas être mise en danger par ces vitesses fulgurantes.
Parmi les démons de la vitesse de l’univers, on trouve des blobs de gaz chauds de la taille d’un Jupiter intégrés dans des flux de matière éjectés par des galaxies hyperactives appelées blazars. La semaine dernière, lors d’une réunion de l’American Astronomical Society, des scientifiques ont annoncé qu’ils avaient mesuré des gouttes dans les jets de blazars qui traversent l’espace à 99,9 % de la vitesse de la lumière.
« Cela nous indique que les processus physiques au cœur de ces galaxies […] sont extrêmement énergétiques et sont capables de propulser la matière très près de la limite absolue de la vitesse cosmique », a déclaré Glenn Piner du Whittier College à Whittier, en Californie.
Penser la puissance du gaz surchauffé en mouvement rapide, connu sous le nom de plasma:
« Pour accélérer une boule de bowling à la vitesse nouvellement mesurée dans ces blazars, il faudrait toute l’énergie produite dans le monde pendant une semaine entière », a déclaré Piner. « Et les blobs de plasma dans ces jets sont au moins aussi massifs qu’une grande planète. »
Les jets de blazars courent dans l’univers en quelque rapide compagnie. Dans une autre étude présentée lors de la réunion, des rayons cosmiques de très haute énergie qui proviendraient d’une collision d’amas de galaxies s’abattent sur l’atmosphère terrestre à plus de 99,9 % de la vitesse de la lumière. Les mesures indiquent un chiffre de 99,9 suivi de 19 autres neuf — à peu près aussi proche de la vitesse de la lumière qu’on peut l’être sans couper les cheveux en quatre.
Les particules ne sont pas de la lumière, mais de la matière réelle. Elles sont minuscules, on pense qu’il s’agit principalement de protons, mais l’énergie qui les motive est tout aussi fantastique, et les mécanismes peuvent être entrelacés.
Les scientifiques ne connaissent cependant toujours pas les mécanismes exacts impliqués dans l’accélération de la matière à des vitesses aussi élevées. Dans le cas d’un blazar, il semble qu’un trou noir soit impliqué. Ancrant une galaxie active, un trou noir supermassif attire le gaz vers l’intérieur. Une partie est avalée, une autre est simplement accélérée puis éjectée en jets à grande vitesse le long de l’axe de rotation de la galaxie. Des champs magnétiques intenses et tordus pourraient jouer un rôle.
Certains rayons cosmiques de très haute énergie pourraient provenir des jets de blazar, a déclaré Piner à SPACE.com. Mais d’autres phénomènes peuvent servir d’accélérateurs de particules dans l’espace, comme la fusion de galaxies ou la collision de trous noirs.
Piner et ses collègues ont observé trois blazars, connus par des observations antérieures pour être super rapides, en utilisant l’observatoire radio Very Long Baseline Array de la National Science Foundation.
Les résultats confirment les travaux précédents et épinglent les vitesses avec une plus grande précision. La vitesse phénoménale des blobs de plasma semble avoir atteint une limite.
« Tous les résultats des observations des jets de blazar sont en accord avec la théorie de la relativité restreinte d’Einstein », a déclaré Piner. « Les jets sont accélérés jusqu’au bord de la barrière de la vitesse de la lumière, mais pas au-delà, même si ces accélérateurs sont parmi les plus efficaces de l’univers. »
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