Tout d'abord, Dieu créa la Terre et le Ciel, etc.
Puis, un beau jour d'il y a un ou deux siècles, un dénommé Maxwell (oui oui, comme le café) trouva les équations de l'électromagnétisme. Ce sont des équations qui décrivent tous les phénomènes électromagnétiques (comme la lumière et les rayons X). Et un autre jour merveilleux, un autre dénommé, dont je ne connais pas le nom, a trouvé (grâce à une expérience compliquée) que la vitesse de la lumière était de 3x10^8 m/s. Et cette valeur correspondait à 1 divisé par deux constantes fondamentales qui apparaissaient dans les équations de Maxwell : la constante magnétique et la constante électrique. Donc, Maxwell se demanda: "Mais pourquoi donc mes paramètres correspondent-ils à la vitesse de la lumière ?" Et il fit des calculs palpitants pendant longtemps. Après des heures de plaisir, il trouva que ses équations prédisaient une vitesse c pour les ondes électromagnétiques (la lumière par exemple) et que cette vitesse c était une constante, peut importe le référentiel. Donc, peut importe qui mesure la vitesse de la lumière, ça sera toujours c. Et cette conclusion était étrange. En effet, normalement, une personne qui se tient sur le bord de la voie ferrée mesure la vitesse d'un train et obtient, disons, 80 km/h. Et une personne sur le train obtiendrait une vitesse de 0 km/h, parce que le train ne se déplace pas par rapport au passager. Donc la vitesse mesurée dépend du référentiel de l'observateur, en temps normal.
Bon, donc on a une vitesse c constante pour la lumière. Là il y a un problème: en physique classique, le principe de la relativité dit qu'une vitesse dépend du référentiel par rapport à laquelle elle est mesurée (c'est l'histoire des petits bonshommes et du train, chaque personnage, celui sur le train et celui à côté, est dans un référentiel différent et mesure une vitesse différente). L'existence d'une vitesse constante est très contre-intuitive.
Entre en scène un célèbre personnage qui vient éclaircir la question: Albert Einstein. Pour lui, le principe de la relativité doit être valide en tout temps pour toutes les lois de la physique et la vitesse de la lumière est une constante. Donc, dans tous les référentiels, elle sera la même. À priori, ces deux postulats peuvent sembler contradictoires. Mais Einstein, réussit à développer une théorie complète à partir de ce derniers. Et cette théorie non seulement correspondait à la mécanique Newtonienne (la mécanique classique) pour les vitesses petites par rapport à la vitesse de la lumière, mais en plus elle permettait d'expliquer avec justesse des anomalies dans les observations astronomiques. Jusqu'à aujourd'hui, tout porte à croire que la théorie de la relativité restreinte d'Einstein est une bonne description de la façon dont la nature fonctionne.
Maintenant, qu'en est-il de la "vitesse limite"? En quoi la théorie de la relativité restreinte prédit-elle une vitesse limite? D'abord, les observations expérimentales faites avant le développement de la théorie indiquaient que rien ne pouvait se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière. Des observations plus récentes en physique des particules confirment ce résultat. Selon les équations d'Einstein, plus une particule s'approche de la vitesse de la lumière, plus sa masse apparente augmente et plus il faut d'énergie pour l'accélérer. Donc, pour augmenter la vitesse d'une particule de 99% à 100% de la vitesse de la lumière, il faudrait une quantité d'énergie infinie. Cela explique pourquoi la vitesse c est une limite. Cependant, rien n'indique que des objets allant plus vite que la vitesse de la lumière ne puisse pas exister. De tels objets, nommés tachyons, seraient confinés à des vitesses supérieures à c et ne pourraient pas ralentir ou s'arrêter. Les tachyons n'ont jamais été observés expérimentalement à ce jour.