Le mystère de la façon dont le Père Noël peut livrer des cadeaux à 700 millions d'enfants en une nuit, descendre la cheminée et arriver sans être vu ou entendu a été «résolu» par un physicien de l'Université d'Exeter.

Le Père Noël et ses rennes parcourent le monde à une vitesse telle que - selon la théorie de la relativité - ils rétréciraient, permettant au Père Noël et à un énorme sac de cadeaux de monter dans les cheminées.

Dr Katy Sheen, un physicien au département de géographie de l'université d'Exeter, a également trouvé une explication scientifique pour laquelle le Père Noël n'est pas entendu arriver par les enfants, et pourquoi ils l'aperçoivent rarement la veille de Noël.

Elle expliquera aux enfants de l'Université d'Exeter (mercredi 14 décembre), que la livraison furtive du Père Noël s'explique en partie par la théorie de la relativité restreinte conçue par Albert Einstein, que le Dr Sheen pense avoir une ressemblance passagère avec le Père Noël.

La théorie de la relativité explique comment le Père Noël peut descendre dans la cheminée. Aux vitesses dont il a besoin pour voyager pour livrer des cadeaux à chaque enfant, Le Père Noël rétrécit - ou maigrit - dans la direction où il se dirige. Et il doit faire attention à ne pas s'arrêter pour un petit pâté dans une cheminée, ou il pourrait repousser à sa taille normale !

Le Dr Sheen dira aux enfants du Festival de la science de Noël de l'Université d'Exeter le mercredi 14 décembre que la relativité explique également pourquoi le Père Noël ne semble pas avoir vieilli à travers les âges, car la relativité peut ralentir les horloges.

Quand le Dr Sheen avait sept ans, elle a écrit une lettre au Père Noël pour lui demander pourquoi il n'avait jamais vieilli (lettre ci-jointe). Elle a reçu une réponse à l'écriture tremblante lui disant que c'était « tout magique ». Mais la physicienne en herbe n'était pas convaincue et voulait une explication rationnelle - qu'elle a maintenant trouvée 26 ans plus tard.

Comme preuve de la façon dont la tournée de livraison extrêmement rapide du Père Noël l'a éloigné des années, elle présentera une photo de Saint-Nicolas de 1901 et une photo de cette année aux enfants lors de sa conférence.

Le physicien a calculé que le Père Noël et ses rennes devraient parcourir environ 10 millions de kilomètres à l'heure pour livrer des cadeaux à chaque enfant qui devrait fêter Noël dans 31 heures (en tenant compte des fuseaux horaires mondiaux).

Si des millions d'enfants ont été bons, et méritent de plus gros bas, il peut avoir besoin de voyager encore plus vite. Une telle vitesse le ferait passer du rouge au vert et, à des vitesses plus élevées, il disparaîtrait ! Les enfants ne pourraient pas le reconnaître car il apparaîtrait comme un flou aux couleurs de l'arc-en-ciel, finalement disparaître à l'œil humain.

Voyager à plus de 200, 000 fois plus rapide qu'Usain Bolt, l'homme le plus rapide du monde, les lois de la physique expliquent pourquoi le Père Noël est rarement vu par les enfants lors de la livraison de cadeaux.

L'effet Doppler ferait changer de couleur le Père Noël car les ondes lumineuses qu'il libère seraient écrasées à une vitesse aussi élevée.

L'effet Doppler explique aussi pourquoi les enfants n'entendent pas arriver le Père Noël. Alors que le Père Noël et son traîneau approchent, le son des cloches et son profond 'ho, salut, ho' devenait de plus en plus haut (comme lorsqu'une sirène d'ambulance passe à toute allure) et devenait alors complètement silencieux, parce qu'il se déplacerait au-delà de la portée auditive humaine. Même le son du Père Noël pressant Rudolph deviendrait méconnaissable, puis inaudible à l'oreille humaine.

Si les enfants entendent une détonation le soir de Noël, ce n'est peut-être pas le bruit du Père Noël qui laisse tomber ses cadeaux, atterrissant sur leur toit dans son traîneau, ou en glissant dans la cheminée avec un plop. Le renne du Père Noël aurait pu briser la vitesse du son, résultant en un « boum sonique ».

Dr Sheen, un physicien travaillant dans le département de géographie de l'Université d'Exeter, n'a pas l'intention de présenter ses recherches à une revue à comité de lecture (c'est préparé dans un esprit festif), et a fait les calculs à son époque pour intéresser les enfants à la science et à la physique.

Sheen démontrera l'impact de l'effet Doppler - qui permettrait au Père Noël de livrer ses cadeaux sans détection - en laissant les enfants écouter le bruit d'une ambulance à grande vitesse, même s'il est beaucoup plus lent que le Père Noël et son traîneau.

L'effet Doppler est responsable de la fabrication d'une sirène, comme dans une ambulance ou une voiture de police, augmentez la hauteur lorsqu'il vient vers vous et diminuez la hauteur lorsqu'il s'éloigne. C'est parce que la longueur d'onde change lorsqu'elle se rapproche et s'éloigne de vous.

Le Dr Sheen a calculé à quelle vitesse le Père Noël devrait voyager en calculant le nombre de ménages susceptibles de célébrer Noël dans le monde, ainsi que le nombre d'enfants susceptibles de s'y trouver. Elle espère que son explication du système de livraison furtif du Père Noël - et donc de son existence même - incitera les enfants à s'intéresser davantage à la physique, et mettre un kit scientifique sur la liste des cadeaux qu'ils veulent dans leurs bas.

"Visiter environ 700 millions d'enfants en 31 heures signifierait qu'il devrait voyager à 10 millions de kilomètres à l'heure s'il veut offrir des cadeaux à chaque enfant, " dit le Dr Sheen. " Comment le Père Noël parvient-il à atteindre ces vitesses phénoménales ? Et bien c'est magique ! Cependant, il aurait certainement besoin de beaucoup de carburant - alors n'oubliez pas son verre de xérès, un ou deux petits pâtés et des carottes pour le renne !"