Le thé dans une tasse refroidit tranquillement sur la table. Mais si vous passez à proximité à une vitesse proche de celle de la lumière, le thermomètre indiquera une valeur plus élevée — bien que personne n'ait réchauffé le thé. Les calculs le confirment : l'aiguille montera.
Il y a cent ans, les physiciens étaient divisés en trois camps. Certains pensaient qu'un corps en mouvement refroidit, d'autres qu'il chauffe, et d'autres encore que la température ne change pas du tout. Les auteurs de ces nouveaux travaux ont abordé la question sous un angle différent. Ils ont pris l'énergie de la matière — celle qui est contenue dans le mouvement de ses plus petites particules — et ont examiné comment elle apparaît à un observateur qui passe à proximité. Il s'avère que l'énergie de la matière augmente avec la vitesse de l'observateur, et avec elle, la température effective — celle qu'un thermomètre indiquerait.
La conclusion principale : la température n'est pas une propriété intrinsèque de l'objet, comme sa masse au repos. Elle dépend de la vitesse à laquelle vous l'observez. C'est comparable à la hauteur du son d'une sirène : immobile, on entend une tonalité, mais en se déplaçant rapidement à côté, on en entend une autre, bien que la sirène elle-même ne change pas. De même, le thé dans un vaisseau en vol semblera plus chaud, même si ses molécules se déplacent exactement comme avant.
Cette nouvelle approche relie deux langages de description — le langage des mesures et celui des lois fondamentales. La température cesse d'être une grandeur scalaire isolée et devient partie d'un vecteur à quatre dimensions, qui fonctionne aussi bien au repos qu'en mouvement. Le débat centenaire trouve enfin une résolution unifiée.
Si un vaisseau spatial accélérait jusqu'à 87 % de la vitesse de la lumière, la température du rayonnement cosmique de fond (normalement d'environ –270 °C) semblerait à l'équipage être une température ambiante — environ +20 °C.
Dans le roman « Tau Zéro » de Poul Anderson, l'équipage d'un vaisseau spatial, incapable de freiner, accélère de plus en plus vite, et le rayonnement cosmique de fond à l'extérieur devient mortellement chaud — c'est précisément cet effet.