Pourquoi la lumière est-elle plus rapide que le son ?

La lumière est composée de photons, qui sont des collections discrètes d'énergie avec des propriétés d'onde et de particules, tandis que le son se déplace comme une onde à travers un milieu, ce qui le rend plus lent. Alors que la lumière et le son ont certaines similitudes dues à la dualité onde-particule, leurs attributs physiques diffèrent considérablement.

La plupart de la lumière provient de particules libérant de l'énergie sous la forme d'un photon. Faire voyager un objet plus rapidement nécessite un apport d'énergie proportionnel à son poids. Comme les photons n'ont aucune masse, leur vitesse n'est pas limitée par cette loi naturelle. En conséquence, les photons voyagent à la vitesse maximale possible : la vitesse de la lumière.

La lumière n'a pas besoin de support pour voyager, elle peut donc traverser l'espace sans être obstruée. Le son, en revanche, a besoin d'un support pour se propager, de sorte que le son ne se propage pas dans le vide proche de l'espace. Lorsque le son voyage dans l'air, son énergie est transférée des particules à d'autres particules, et ce transfert d'énergie limite sa vitesse. L'air étant principalement composé d'azote et d'oxygène, le son doit pousser ces particules pour se propager, limitant encore plus sa vitesse maximale.

Le son voyage plus rapidement dans les substances denses ; la vitesse du son est plus rapide dans l'eau que dans l'air, et encore plus rapide dans les substances solides. Cependant, le son se dissipe au fur et à mesure qu'il se déplace, contrairement à la lumière, qui peut voyager depuis des étoiles et des galaxies lointaines jusqu'à la Terre si rien ne le gêne.