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Les concepts de vitesse de la lumière variable soutiennent que la vitesse de la lumière dans le vide, généralement notée c, pourrait ne pas être constante dans certains cas.

NB : la vitesse de la lumière dans un milieu autre que le vide est inférieure à c. Ce n'est pas le sujet de cet article, dans lequel on traite des théories selon lesquelles la vitesse limite elle-même pourrait varier dans certaines conditions.

L'anomalie MAGIC[modifier | modifier le code]

En 2005, le télescope d'observation des rayons gamma MAGIC observa un décalage entre différentes vagues de lumière. Certains physiciens proposèrent que cet effet serait une première observation confortant des théories de la gravitation quantique qui prédisaient une variation de la vitesse de la lumière selon le niveau d'énergie^[1]. Mais même pour les partisans de ces théories, l'effet semblait anormalement élevé.

Finalement, les observations du Fermi Gamma-ray Space Telescope ne montrèrent aucun décalage, ce qui conduit à penser que le résultat de MAGIC est dû à différents phénomènes astrophysiques. Les théories prévoyant une variation de la vitesse de la lumière suivant les niveaux d'énergie ne sont pas forcément réfutées par ces nouvelles mesures, car elles peuvent être ajustées pour expliquer qu'aucun effet n'est visible pour les niveaux d'énergie impliqués^[2].

Vitesse de la lumière variable en cosmologie[modifier | modifier le code]

Des théories de la variation de la vitesse de la lumière ont été proposées indépendamment par Jean-Pierre Petit en 1988^{[3],[4],[5],[6]} puis John Moffat en 1992^[7] et popularisées par le duo Andreas Albrecht et João Magueijo en 1998^{[8],[9],[10],[11],[12],[13]} pour expliquer le problème de l'horizon en cosmologie et proposer ainsi une alternative à l'inflation cosmique.

Dans le modèle de Petit, la variation de c accompagne la variation conjointe de toutes les constantes physiques combinées aux changements de facteurs d'échelle dans l'espace-temps pour que toutes les mesures et équations de ces constantes demeurent inchangées au cours de l'évolution de l'Univers. Les équations de champs d'Einstein demeurent invariantes sous la variation conjointe de c et G dans la constante d'Einstein. Selon ce modèle, l'horizon cosmologique varie comme le facteur d'échelle, ce qui explique l'homogénéité observée pour l'univers primitif. Par la suite, Jean Pierre Petit a modifié son modèle, restreignant la variation des constantes dans les hautes densités énergétiques de l'Univers à ses débuts, où l'entropie peut être utilisée comme variable chronologique avec une métrique conformément plate^[14],[15]. Bien que ces travaux soient les premiers dans le domaine, et les seuls encore aujourd'hui à fournir une loi de variation conjointe des constantes au fil du temps, ils furent peu cités dans ce qui fut ultérieurement publié sur la théorie VSL.

L'idée de John Moffat et du duo Albrecht-Magueijo est que la lumière se soit propagée 10⁶⁰ plus vite dans l'univers primitif, laissant le temps aux régions distantes de l'Univers en expansion d'interagir entre elles^[9].

Références[modifier | modifier le code]

Références bibliographiques[modifier | modifier le code]

• (en) A. I. Shlyakhter (en), Direct test of the constancy of fundamental nuclear constants, Nature, 264, 340 (1976)
• (en) T. Damour et F. Dyson, The Oklo bound on the time variation of the fine-structure constant revisited, Nucl. Phys. B480, 37 (1996). préprint disponible sur l'arXiv hep-ph/9606486
• (en) J.K. Webb, M.T. Murphy, V.V. Flambaum, V.A. Dzuba, J.D. Barrow, C.W. Churchill, J.X. Prochaska et A.M. Wolfe, Further Evidence for Cosmological Evolution of the Fine Structure Constant, Phys.Rev.Lett. 87 (2001), 091301. préprint disponible sur l'arXiv astro-ph/0012539
• (en) John D. Barrow, The Constants of Nature — From Alpha to Omega — The Numbers that Encode the Deepest Secrets of the Universe, New York, Pantheon Books, 2002, 1^e éd. (ISBN 978-0-375-42221-8, LCCN 2002075975)
• (en) P.C.W. Davies, Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver, Cosmology: Black holes constrain varying constants, Nature, 418 602–603 (2002)
• (en) S. Carlip (en) and S. Vaidya, Black holes may not constrain varying constants, Nature 421 498 (2003). préprint disponible sur l'arXiv hep-ph/0209249
• (en) H. Chand, R. Srianand, P. Petitjean et B. Aracil, Probing the cosmological variation of the fine-structure constant: results based on VLT-UVES sample, Astron. Astrophys. 417, 853 (2004). préprint disponible sur l'arXiv astro-ph/0401094
• (en) R. Srianand, H. Chand, P. Petitjean et B. Aracil, Limits on the time variation of the electromagnetic ne-structure constant in the low energy limit from absorption lines in the spectra of distant quasars, Phys. Rev. Lett. 92, 121302 (2004). préprint disponible sur l'arXiv astro-ph/0402177
• (en) P. Teyssandier, Variation of the speed of light due to non-minimal coupling between electromagnetism and gravity, Ann. de la Fondation Louis de Broglie, 29 173–186 (2004). Article disponible sur [1].
• (en) S. A. Levshakov, M. Centurion, P. Molaro et S. D’Odorico, VLT/UVES constraints on the cosmological variability of the fine-structure constant, Astron. Astrophys. préprint disponible sur l'arXiv astro-ph/0408188
• (en) M. J. Duff, Comment on time-variation of fundamental constants, hep-th/0208093
• (en) A. Adams, N. Arkani-Hamed, S. Dubovsky, A. Nicolis et Riccardo Rattazzi (en), Causality, Analyticity and an IR Obstruction to UV Comple

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