Une mesure de la distance à laquelle se trouve un objet, affectant la force du signal observé.La distance est une mesure fondamentale de la séparation spatiale entre deux points, et en physique, elle sous-tend la loi en carré inverse, qui stipule que l'intensité d'un signal (lumière, son, gravité) diminue avec le carré de la distance à sa source. Ce principe est crucial pour les mesures astronomiques, où déterminer la distance d'un objet permet aux scientifiques d'en déduire sa luminosité intrinsèque, sa masse ou sa vitesse. En détection quantique, la distance affecte la force de couplage entre un capteur et le signal cible, une proximité plus grande donnant des interactions plus fortes et une meilleure sensibilité.
Le concept de distance est central en physique depuis l'Antiquité, mais sa mesure astronomique précise a commencé avec la première parallaxe stellaire en 1838 par Friedrich Bessel. La loi en carré inverse pour la lumière a été formulée par Johannes Kepler au XVIIe siècle, puis affinée par Isaac Newton.
En pratique, la distance est souvent mesurée indirectement par des effets observables. Par exemple, la luminosité apparente d'une source lumineuse connue (une « chandelle standard ») révèle sa distance via la loi en carré inverse. Alternativement, la parallaxe — le décalage apparent de la position d'un objet proche par rapport aux étoiles de fond lointaines lorsque la Terre orbite autour du Soleil — fournit une distance géométrique. Dans les capteurs quantiques, la distance à une cible est encodée dans la force de l'interaction, comme le couplage dipolaire magnétique, qui décroît comme le cube de la distance, permettant une localisation précise d'objets proches.
La mesure de distance est utilisée dans le LIDAR pour les véhicules autonomes, dans les relevés astronomiques pour cartographier l'univers, et dans la détection quantique pour localiser des spins uniques ou des nanoparticules avec une résolution nanométrique.
L'œil humain peut détecter un photon unique, mais la distance à une étoile est si grande que la lumière qui en provient est souvent inférieure à un photon par seconde et par centimètre carré d'ouverture de télescope.
| V | variable | Potential energy — énergie potentielle joule |
| r | variable | Radial distance from source — distance metre |
| g | variable | Coupling strength (not a universal constant) joule metre |
| λ | variable | Screening length (range of interaction) — longueur metre |
| r | variable | distance between two points — distance metre |
| ν | variable | smoothness parameter |
| l | variable | length scale parameter — longueur metre |
| σ | variable | variance amplitude — variance square metre |
| Γ | opérateur | Gamma function, generalizes factorial — gamma function |
| K_ν | opérateur | Modified Bessel function of the second kind of order ν — modified bessel function second kind |
| h_{ij}^{\text{TT}} | variable | Transverse-traceless gravitational wave strain tensor — déformation d'onde gravitationnelle |
| D | variable | Distance from source to observer — distance metre |
| I_{ij} | variable | Mass quadrupole moment tensor — mass quadrupole moment kilogram metre squared |
| t | variable | Time — temps second |
| G | constante | Constant of gravitation in Newton's law — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared |
| c | constante | Universal speed limit and speed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second |
| d^2/dt^2 | opérateur | Second derivative with respect to time — second time derivative |
| F | variable | Gravitational force magnitude — force newton |
| M | variable | Mass of the central object — masse kilogram |
| m | variable | Mass of the test particle — masse kilogram |
| r | variable | Distance between masses — distance metre |
| ρ | variable | Energy density of the cosmic fluid — densité d'énergie joule per cubic metre |
| w | variable | Equation-of-state parameter of the fluid — paramètre d'équation d'état |
| G | constante | Universal constant of gravitation — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared |
| d | variable | Euclidean distance — distance metre |
| x₁ | variable | x-coordinate of point 1 — coordinate metre |
| x₀ | variable | x-coordinate of point 0 — coordinate metre |
| y₁ | variable | y-coordinate of point 1 — coordinate metre |
| y₀ | variable | y-coordinate of point 0 — coordinate metre |
| √ | opérateur | takes the square root of the sum — racine carrée |
