"M. Sulu, prenez le cap, la vitesse de distorsion est de deux" - ces mots, peut-être, sont connus de tous les fans de science-fiction. Ils appartiennent à James Kirk, le capitaine du Starship Enterprise de la légendaire série Star Trek. Selon l'intrigue, les héros se déplacent dans la galaxie des centaines de fois plus vite que la lumière grâce au lecteur de distorsion, qui plie l'espace environnant.
Dans les lointaines années 1960, lorsque la série est sortie sur les écrans, elle était perçue comme un fantasme impossible. Mais aujourd'hui, de nombreux scientifiques et ingénieurs parlent sérieusement de la possibilité de créer un tel moteur, et de plus, il y a déjà des propositions concrètes.
La limite de vitesse de l'univers
Notre système solaire est situé dans une section plutôt mince de la Voie lactée, avec une faible densité d'amas d'étoiles. Le système stellaire le plus proche, Alpha Centauri, est à 4,36 années-lumière du Soleil. Sur des fusées modernes, développant une vitesse de 10 à 15 kilomètres par seconde, les astronautes devraient y voler pendant plus de 70 000 ans!
Et ceci malgré le fait que le diamètre total de notre galaxie est de 100 000 années-lumière. Si nous ne pouvons pas surmonter même une distance aussi insignifiante par rapport aux normes de l'Univers, alors nous ne devrions même pas bégayer sur la colonisation et l'exploration de l'espace lointain.
Il y a un autre obstacle plus sérieux sur le chemin des étoiles. Cela se reflète dans la théorie de la relativité d'Einstein. Avant l'apparition de la théorie en 1905, la mécanique céleste de Newton régnait en maître en physique. Selon lui, la vitesse de la lumière dépendait de la vitesse de déplacement de l'observateur. Autrement dit, si vous parveniez à rattraper la lumière et à vous déplacer avec elle, elle s'arrêterait simplement pour vous. Plus tard, Maxwell a donné à cette théorie une base mathématique.
Alors qu'il était encore étudiant, Albert Einstein ne pouvait pas accepter ce postulat - il sentait que quelque part il y avait une erreur. Finalement, il a trouvé la réponse à la question qui le tourmentait. Il a prouvé que la vitesse de la lumière est constante et ne dépend en aucun cas d'un observateur extérieur.
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Il s'est avéré qu'il était impossible de rattraper la lumière. Peu importe la vitesse à laquelle vous vous déplacez, la lumière sera toujours en avant. La fameuse formule d'Einstein E = ms², où l'énergie d'un corps est égale à sa masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré, se lit littéralement comme suit: pour accélérer un objet à la vitesse de la lumière, une quantité infinie d'énergie est nécessaire, ce qui signifie qu'un objet doit avoir une masse infinie. En fait, une fusée qui veut accélérer à la vitesse de la lumière pèsera autant que l'univers entier!
Bien sûr, dans la vraie vie, il est absolument impossible de faire cela, la vitesse de la lumière est une sorte d'inspecteur DPS universel qui fixe une fois pour toutes la limite de vitesse.
Il semblerait que cela mette un terme au rêve de l'humanité de voler vers des étoiles lointaines. Cependant, dix ans après la publication de la théorie de la relativité restreinte, la relativité générale est apparue, où des commentaires et des ajouts plus détaillés ont été fournis.
En relativité générale, Einstein a combiné l'espace et le temps. Avant cela, ils étaient considérés comme des concepts physiques différents. Pour une meilleure illustration, il a comparé l'espace-temps à la toile. Dans certaines conditions, cette toile peut se déplacer beaucoup plus vite que la lumière. Cependant, cela ne répondait pas à la question principale: comment, après tout, dépasser la lumière?
Depuis près de 70 ans, de nombreux chercheurs s'interrogent sur ce mystère. Et un beau jour, un jeune scientifique a allumé la télévision et, en changeant de chaîne, est tombé sur une série fantastique. En le regardant, il est soudainement apparu sur lui, et il a réalisé comment développer une vitesse supra-luminale sans violer les lois de la physique. Le nom de ce scientifique est Miguel Alcubierre.
Entraînement Warp
Puis, en 1994, Alcubierre a étudié la théorie de la relativité à l'Université de Cardiff (Pays de Galles, Royaume-Uni). À la télévision, il a vu la série "Star Trek". Le scientifique a attiré l'attention sur le fait que les héros utilisent un moteur de déformation spatiale, ou entraînement de distorsion, pour se déplacer dans l'espace.
Tout comme la pomme qui est tombée sur la tête de Newton l'a inspiré une fois à créer des mécanismes célestes, l'émission télévisée a inspiré Miguel à créer une théorie qui pourrait une fois pour toutes mettre fin à la «discrimination» rapide de l'Univers.
Alcubierre se mit à calculer et publia bientôt les résultats. Il a pris comme base la théorie générale de la relativité, qui dit que si vous appliquez une certaine quantité d'énergie ou de masse, vous pouvez faire bouger l'espace plus rapidement que la lumière.
Pour ce faire, vous devez créer une bulle spéciale ou un champ de déformation autour du navire. Ce champ de distorsion réduira l'espace devant le navire et s'étendra derrière. Il s'avère que le navire ne se déplace en fait nulle part, l'espace lui-même se plie et pousse le navire dans une direction donnée.
Le temps et l'espace à l'intérieur de la bulle ne sont pas sujets à la déformation et à la distorsion. Par conséquent, l'équipage du navire ne subit aucune surcharge supplémentaire et il peut sembler que rien n'a changé. Dans ce cas, non seulement les astronautes qui ont réussi une sélection médicale et une formation spéciales, mais aussi des gens ordinaires pourront voler dans l'espace.
Si vous étiez sur le pont du navire pendant son mouvement à une vitesse ultraluminale et que vous regardiez l'espace autour de vous, les étoiles se transformeraient en longues courses. Mais si vous regardez en arrière, vous ne verrez que des ténèbres impénétrables, car la lumière ne peut pas vous rattraper.
Alcubierre a calculé qu'un entraînement à chaîne permettrait d'atteindre une vitesse 10 fois plus rapide que la lumière, cependant, à son avis, rien n'empêche une augmentation de la puissance du moteur et une accélération à des taux plus élevés.
Cependant, en se familiarisant avec la théorie d'Alcubierre, Sergei Krasnikov de l'Observatoire astronomique principal de Pulkovo a révélé une caractéristique. Le fait est que le pilote ne pourra pas modifier arbitrairement la trajectoire du navire. Autrement dit, si, par exemple, vous volez de la Terre à Sirius et que vous vous souvenez soudainement que vous n'avez pas éteint le fer chez vous, vous ne pourrez pas revenir en arrière. Vous devrez d'abord voler jusqu'à votre destination, puis revenir.
De plus, vous ne pourrez pas contacter qui que ce soit, car le champ de distorsion isole complètement le navire du monde extérieur et bloque tous les signaux. Par conséquent, Krasnikov a comparé un voyage sur un tel navire à un voyage en métro. Il l'a appelé "métro FTL".
Mais ce n'est pas le problème principal. Le champ de déformation lui-même doit avoir une charge négative. Pour le créer, il faut une énergie négative dont l'existence fait débat depuis de nombreuses années.
Ce qui ne peut pas être
Si la gravité est l'énergie d'attraction, alors l'énergie négative devrait avoir des propriétés opposées et repousser les objets étrangers d'elle-même. Mais comment obtenir une telle énergie?
En 1933, le physicien néerlandais Hendrik Casimir a suggéré que si vous prenez deux plaques métalliques identiques et les placez parfaitement parallèlement l'une à l'autre à la distance minimale possible, elles commenceront à s'attirer. Comme si une force invisible les poussait l'un vers l'autre.
Selon la mécanique quantique, le vide n'est pas un endroit absolument vide; des paires de particules de matière et d'antimatière y apparaissent constamment, qui se heurtent et s'annihilent instantanément. Ce processus prend littéralement des milliardièmes de seconde. Lorsqu'ils entrent en collision, une quantité microscopique d'énergie est libérée, ce qui crée une pression totale non nulle dans un vide «vide».
Il est important de rapprocher les plaques le plus possible l'une de l'autre, alors le volume de particules à l'extérieur dépassera largement leur nombre dans l'espace entre les plaques. En conséquence, la pression extérieure comprimera les plaques et leur énergie deviendra à son tour inférieure à zéro, c'est-à-dire négative. En 1948, une expérience réussit à mesurer l'énergie négative. Il est entré dans l'histoire sous le nom d '«effet Casimir».
En 1996, après 15 ans d'expérimentation et de recherche, Steve Lamoreau du Los Alamos National Laboratory, avec Umar Mohidin et Anushri Roy de l'Université de Californie à Riverside, ont réussi à mesurer avec précision l'effet Casimir. C'était égal à la charge d'un érythrocyte - un globule rouge.
Hélas, c'est simplement monstrueusement petit pour créer un champ de déformation, il en faut des milliards de fois plus. Jusqu'à ce qu'il soit possible de générer de l'énergie négative à l'échelle industrielle, l'entraînement de chaîne restera sur papier.
A travers les épreuves des étoiles
Malgré toutes les difficultés de création, l'entraînement de distorsion est le candidat le plus probable pour le premier vol interstellaire. Les projets alternatifs, tels qu'une voile solaire ou un moteur thermonucléaire, ne peuvent atteindre que des vitesses subluminales, tandis que des trous de ver ou des portes stellaires sont trop complexes et prennent des milliers d'années.
Aujourd'hui, la NASA développe le plus activement un prototype d'un lecteur de chaîne, dont les spécialistes sont convaincus qu'il s'agit plus d'un problème technique que théorique. Et une équipe d'ingénieurs le fait déjà au Johnson Space Center, où le premier vol habité vers la Lune a déjà été préparé.
Selon de nombreux experts, il est fort probable que les premiers échantillons de technologie de déformation spatiale n'apparaîtront pas avant 100 ans plus tard, sous réserve de la disponibilité d'un financement constant.
Dites, fantastique? Mais peut-être vaut-il la peine de se rappeler que quelques années avant que les frères Wright ne décrochent leur avion, l'éminent physicien anglais William Thomson a dit que rien de plus lourd que l'air ne pouvait voler. Et 60 ans plus tard, le premier cosmonaute de la Terre a souri et a dit: "Allons-y!.."
Adilet URAIMOV