Et si la théorie d'Einstein s'étendait au-delà de la vitesse de la lumière ?

La vitesse de la lumière peut-elle être dépassée ? Si la physique actuelle affirme que non, la réponse n'est pas toujours aussi tranchée et a même été remise en question il y a peu. En septembre 2011, des chercheurs du CNRS et du CERN ont annoncé qu'au cours d'expériences, ils avaient observé des neutrinos se déplaçant plus vite que la lumière. Un résultat qui avait alors suscité de nombreuses interrogations dans le milieu scientifique mais qui avait fini par être démenti. Les équipes ont en effet découvert des erreurs expérimentales dans leurs travaux qui avaient faussé les résultats. Au début de l'année 2012, on était ainsi revenu au point de départ, confirmant la théorie de la relativité restreinte d'Einstein : non, la vitesse de la lumière ne peut être dépassée.
Aujourd'hui, toutefois, la question revient sur le devant de la scène avec une étude publiée le 3 octobre dans la revue Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences. Celle-ci explique comment des chercheurs de l'université d'Adelaïde en Australie sont parvenus à étendre les équations de la théorie d'Einstein pour rendre possible des voyages à des vitesses plus rapides que la lumière. Après que les chercheurs du CERN ont annoncé leur fausse découverte, "nous avons commencé à y penser. Nous avons songé à comment traiter ces questions avec à la fois une perspective mathématique et physique. Nous pensons aujourd'hui que c'est une extension très naturelle des équations d'Einstein", explique le mathématicien James Hill co-auteur de l'étude.
La théorie de la relativité restreinte d'Einstein formulée en 1905 montre comment des concepts telles que la vitesse peuvent être subjectifs. Autrement dit, si deux témoins observent un même objet en déplacement, ils n'évalueront pas forcément la vitesse de celui-ci de la même manière. Si l'un des observateurs est immobile mais pas l'autre par exemple, ils aboutiront à des vitesses différentes pour l'objet. En revanche, les équations de la théorie du célèbre physicien postulent que quel que soit le référentiel, la vitesse de la lumière est toujours identique et constitue même une limite. C'est là qu'interviennent James Hill et son collègue Barry Cox puisque les deux chercheurs ont réussi à dépasser mathématiquement cette limite.
Plus concrètement, ils ont mis au point des formules qui permettent de considérer des objets se déplaçant à une vitesse supérieure à celle de la lumière, dans des conditions physiques qui ne peuvent être définies. "La théorie que nous avons présentée est simplement pour des vitesses dépassant celle de la lumière", commente James Hill soutenu par Barry Cox qui ajoute: "Nous sommes mathématiciens, pas physiciens, donc nous avons abordé le problème d'une perspective théorique mathématique". Reste que leurs formules conduisent à des situations quelque peu singulières dans un monde aussi rapide.
En effet, comme le note LiveScience.com, si l'on applique les équations de Hill et Cox à un vaisseau spatial voyageant à une vitesse supérieure à celle de la lumière et que l'on considère que celui-ci accélère de plus en plus, on aboutit à un étrange résultat : d'après les formules, le vaisseau perdrait de plus en plus de masse et une fois une vitesse infinie atteinte, sa masse se résumerait à... zéro. "C'est très suggestif du fait que tout est différent dès que l'on va plus vite que la lumière", indique Hill. "Notre étude n'essaie pas d'expliquer comment ceci pourrait être réalisée, juste comment des équations de mouvement fonctionnent à de tels régimes", ajoute de son côté le Dr Cox.  
Malgré ces résultats, pour James Hill, la vitesse de la lumière n'est pas un mur insurmontable. Ce serait un peu comme passer le mur du son. Une chose que bon nombre de scientifiques croyaient impossible avant qu'elle ne soit réalisée en 1947. "Les craintes de dépasser la barrière de la lumière pourraient être similairement infondées. Je pense que ce n'est qu'une question de temps. L'ingéniosité humaine est ce qu'elle est, cela va arriver, mais peut-être que cela impliquera un moyen de transport différent de tout ce qui est aujourd'hui envisagé", assure t-il.