ATTENTION: ce qui est exposé ici traite de mouvements et de propagation
de la lumière dans le VIDE.
On voit souvent écrit l'expression: "dans le référentiel du photon...". Or la notion de "référentiel du photon" implique que l'on accroche un solide de référence au photon, ainsi qu'une horloge.
Ceci est impossible en relativité restreinte. Pourquoi?
Tout simplement parce-que la vitesse d'un photon est toujours égale
à c dans tous les référentiels.
Si on veut accrocher une horloge à un photon, il faut donc accélérer l'horloge jusqu'à la vitesse de la lumière. Ceci exigerait une énergie infinie, donc c'est impossible.
Certains pourraient rétorquer alors "oui, mais, en rendant la
masse de l'horloge aussi petite qu'on veut on finit par obtenir une masse
négligeable, donc nulle..."
Stop. Le passage à la limite ne peut fonctionner ici.
Un objet qui possède une masse, aussi petite soit-elle, demande
une énergie infinie pour être accéléré
jusqu'à c.
Un objet sans masse a TOUJOURS une vitesse égale à c,
et ne peut être accéléré ou ralenti. Il se meut
à c depuis sa création jusqu'à sa disparition (et
il ne faut pas une énergie infinie pour le créer!).
[NB: la phrase précédente est prononcée par un
observateur, matériel!]
Conclusion: pour accrocher une horloge à un photon, il faut que dès sa création l'horloge ait une masse nulle. Impossible. Toutes les horloges que l'on connaît sont basées sur des propriétés de la matière. Aucun dispositif d'enregistrement ne peut être concu sans matière. Donc on ne verra jamais un chercheur s'exclamer "j'ai enregistré ce qui se passe dans le référentiel du photon!"...
Ce raisonnement est confirmé par les mathématiques liées à la théorie de la relativité restreinte: par transformation de Lorentz on ne peut pas trouver un référentiel qui se déplace à c par rapport à celui de départ.