Les voyages interstellaires continuent de faire vibrer l'esprit du public. Les lecteurs Warp ont longtemps été en bonne place dans la culture pop, à la fois dans la littérature et le cinéma. Mais l'humanité sera-t-elle capable de créer une technologie capable de manipuler l'espace-temps, permettant de voyager plus vite que la lumière?
Nous voyons cela tout le temps dans la science-fiction: les navires à moteur de distorsion permettent aux personnages d'une histoire, d'un roman, d'un film ou d'une série télévisée d'explorer de nouvelles planètes et même des galaxies. Ces véhicules pourraient même voler plus vite que la vitesse de la lumière, même si la Relativité Générale nous enseigne que personne ne peut voyager plus vite que la lumière. N'est-ce pas? Après tout, la lumière n'a pas de masse, ce qui signifie qu'elle peut voyager à une vitesse de 299 792 458 mètres par seconde.
Tout cela est vrai. Rien ne peut dépasser la limite de vitesse universelle. Cependant, nous pouvons toujours avoir la possibilité de créer un lecteur de distorsion sans enfreindre les lois physiques.
En 1994, le physicien théoricien Miguel Alcubierre du Mexique a écrit un article dans lequel il présentait les calculs mathématiques et la base scientifique pour créer un véritable entraînement de distorsion qui ne contredirait pas la relativité générale. Il s'est intéressé à cette méthode de voyage interstellaire après l'avoir vue en action - parcourant des distances géantes dans des œuvres de science-fiction.
Un vaisseau spatial avec un entraînement de distorsion vu par l'artiste.
Le lecteur de chaîne étend et contracte le tissu de l'espace-temps autour du navire et de sa bulle. L'appareil, en principe, n'accélère ni ne bouge. Le tissu se déplace autour de lui et le pousse ainsi vers l'avant. À titre d'exemple, imaginez que vous êtes debout sur un tapis roulant - vous vous déplacez, mais vous ne marchez pas. Le tissu du ruban vous fait avancer. La compression de l'espace-temps devant le vaisseau spatial le tirera, et l'expansion derrière lui continuera ce mouvement vers l'avant. Einstein a montré que l'espace-temps peut être plié par la masse ou l'énergie, par conséquent, il peut être manipulé d'autres manières. La raison pour laquelle ce vaisseau pourrait voyager plus vite que la lumière est que la Relativité Générale dit que rien dans l'espace ne peut dépasser la limite de vitesse.cependant, il n'y a pas de limite de vitesse pour l'expansion ou la contraction de l'espace lui-même. Nous ne déplaçons rien dans l'espace - nous déplaçons l'espace lui-même.
Le travail d'Alcubierre était encourageant et impressionnant, mais il y avait aussi de nombreux trous. Dans l'œuvre originale, il a théorisé que pour fournir à un tel vaisseau une puissance suffisante, il faudrait plus d'énergie négative qu'il n'y en a dans l'univers, à savoir, grâce à lui, l'espace se dilate. Le problème est que l'énergie négative est insaisissable, même de nombreux physiciens doutent de son existence, sans parler du fait que nous pourrons en produire d'énormes volumes.
Nos observations de ce qui pourrait être une énergie négative sont, pour le dire légèrement, insuffisantes. Vraisemblablement, ce que nous considérons comme un espace vide n'est en aucun cas vide - il a une densité d'énergie également appelée zéro. Selon la mécanique quantique, l'espace vide est rempli de particules d'énergie apparaissant et disparaissant. Si nous parvenons à arrêter leur apparition, nous recevrons de l'énergie négative.
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Visualisation du champ de distorsion selon le moteur Alcubierre.
Les scientifiques ont essayé de le créer en laboratoire en pressant deux plaques de métal (qui étaient si plates qu'elles étaient parfaitement lisses à un niveau presque atomique) à une distance bien inférieure à l'épaisseur d'un cheveu humain. L'espace restant était si petit que les particules ne pouvaient pas y exister, à cause de laquelle la force autour des plaques augmentait et manifestait les propriétés de l'énergie négative. Bien sûr, ces observations ne suffisent pas - il ne s'agit que d'une petite expérience dont les résultats sont loin de permettre de tirer des conclusions définitives.
Si à l'avenir nous parvenons encore à trouver comment obtenir plus d'énergie négative, cela ne sera peut-être pas autant nécessaire que l'avait suggéré Alcubierre. Les dernières améliorations de ses travaux, effectuées par des scientifiques de la NASA, ont considérablement réduit la quantité d'énergie qui serait nécessaire pour un entraînement de chaîne en faisant vibrer des parties de l'appareil à des fréquences élevées. Cela faciliterait les déplacements dans l'espace-temps et réduirait la quantité d'énergie nécessaire. Les théories actuelles sur la quantité d'énergie négative dont un lecteur de distorsion pourrait avoir besoin pour fonctionner vont de 65 ecjoules à plusieurs masses solaires négatives et positives. 65 exajoules, c'est à peu près ce que les États-Unis utilisent en un an. C'est encore beaucoup, mais tout à fait réel. Si nous pouvons utiliser l'énergie noire, alors nous n'aurons besoin que de la masse de Jupiter. Le seul problème est que nous ne comprenons pas vraiment ce qu'est l'énergie noire et comment elle fonctionne. Et cela pourrait finir par être le matériau exotique nécessaire pour alimenter un lecteur de chaîne.
À titre de comparaison: pour les voyages interstellaires sur des fusées traditionnelles, non seulement cela prendra des centaines de milliers d'années, mais le réservoir de carburant est plus grand que l'Univers. Et cela sans parler du fait que vous devez encore trouver du matériel capable de résister à un si long voyage.
Dans certains modèles - par exemple, dans le concept de Harold White - un vaisseau spatial propulsé par un entraînement de distorsion peut voyager 10 fois plus vite que la lumière. À cette vitesse, nous pourrions atteindre l'exoplanète la plus proche - Alpha Centauri B b - en seulement six mois, bien qu'elle se trouve à plus de quatre années-lumière de la Terre. Les véhicules modernes les plus rapides peuvent atteindre des vitesses d'un peu plus de 32 000 kilomètres à l'heure: le trajet jusqu'à l'Alpha Centauri B b à cette vitesse prendra 142 000 ans. Trente-deux mille kilomètres par heure représentent environ 0,003% de la vitesse de la lumière.
Vaisseau spatial interstellaire de la NASA avec entraînement de distorsion IXS Enterprise.
Voyager à une telle vitesse permettrait à l'humanité de traverser l'horizon cosmologique et d'explorer non seulement son univers, mais aussi le multivers. En théorie, il y a une limite à la vitesse d'un entraînement de distorsion, mais même ces limites théoriques nous permettraient de voyager vers de nouvelles galaxies en une fraction de seconde. En tant qu'avantage, le navire pourrait accélérer et décélérer, et les passagers ne subiraient pas de dilatation du temps. En termes simples, il aurait été possible d'éviter une situation où vous êtes arrivé à destination et vous êtes tellement en avance dans le temps que tout le monde sur Terre que vous connaissiez est mort depuis longtemps.
En plus des sources d'énergie, les particules accélérées pendant le voyage sont également considérées comme un problème, qui peuvent être lancées par inadvertance lors du freinage et détruire des mondes entiers. De plus, il est possible qu'il soit impossible de ralentir dès que vous commencez à bouger, et l'équipage peut mourir pour un certain nombre de raisons. Pourtant, les mathématiques et les données expérimentales montrent que les entraînements de distorsion peuvent avoir une chance.
Si nous réussissons vraiment à créer cette technologie, il ne passera pas un siècle avant d’apprendre à l’appliquer. Tout comme les trous de ver, les possibilités offertes par les lecteurs de distorsion sont incroyables, mais elles ne seront pas faciles à réaliser.
Vladimir Guillen
