Selon un astrophysicien, la physique d’Einstein pourrait permettre de voyager plus vite que la lumière
Depuis des décennies, nous rêvons de visiter d’autres systèmes stellaires.
Il n’y a qu’un seul problème : ils sont si éloignés qu’avec les vols spatiaux classiques, il faudrait des dizaines de milliers d’années pour atteindre même le plus proche.
Mais les physiciens ne sont pas du genre à abandonner facilement. Donnez-leur un rêve impossible, et ils vous donneront un moyen incroyable et hypothétique de le réaliser. Peut-être.
Dans une étude réalisée en 2021 par le physicien Erik Lentz de l’université de Göttingen, en Allemagne, nous avons peut-être trouvé une solution viable à ce dilemme, qui pourrait s’avérer plus réalisable que d’autres moteurs à distorsion.
C’est un domaine qui attire de nombreuses idées brillantes, chacune proposant une approche différente pour résoudre l’énigme du voyage plus rapide que la lumière : trouver un moyen d’envoyer quelque chose dans l’espace à des vitesses supraluminiques.
Temps de trajet hypothétique vers Proxima Centauri, l’étoile connue la plus proche du Soleil. (E. Lentz)
Cette notion pose toutefois quelques problèmes. Dans le cadre de la physique conventionnelle, conformément aux théories de la relativité d’Albert Einstein, il n’existe aucun moyen réel d’atteindre ou de dépasser la vitesse de la lumière, ce dont nous aurions besoin pour tout voyage mesuré en années-lumière.
Cela n’a pas empêché les physiciens d’essayer de briser cette limite de vitesse universelle.
Si le fait de pousser la matière au-delà de la vitesse de la lumière sera toujours un grand interdit, l’espace-temps lui-même n’a pas cette règle. En fait, les confins de l’Univers s’étendent déjà à une vitesse que la lumière ne pourra jamais égaler.
Pour courber une petite bulle d’espace de la même manière à des fins de transport, il faudrait résoudre les équations de la relativité pour créer une densité d’énergie inférieure au vide de l’espace. Bien que ce type d’énergie négative se produise à l’échelle quantique, en accumuler suffisamment sous la forme d’une “masse négative” relève toujours de la physique exotique.
En plus de faciliter d’autres types de possibilités abstraites, comme les trous de ver et le voyage dans le temps, l’énergie négative pourrait contribuer à alimenter ce que l’on appelle le moteur à distorsion d’Alcubierre.
Ce concept spéculatif utiliserait les principes de l’énergie négative pour déformer l’espace autour d’un hypothétique vaisseau spatial, ce qui lui permettrait de voyager plus vite que la lumière sans remettre en cause les lois physiques traditionnelles, sauf que pour les raisons expliquées ci-dessus, nous ne pouvons pas espérer fournir une source de carburant aussi fantastique pour commencer.
Mais que se passerait-il s’il était possible de parvenir à voyager plus vite que la lumière tout en respectant la relativité d’Einstein sans avoir recours à une physique exotique que les physiciens n’ont jamais vue ?
Impression artistique de différents modèles de vaisseaux spatiaux dans des “bulles de distorsion”. (E. Lentz)
Dans ses récents travaux, Lentz propose un moyen d’y parvenir, grâce à ce qu’il appelle une nouvelle classe de solitons hyper rapides – une sorte d’onde qui conserve sa forme et son énergie tout en se déplaçant à une vitesse constante (et dans ce cas, à une vitesse supérieure à celle de la lumière).
Selon les calculs théoriques de Lentz, ces solutions de solitons hyper rapides peuvent exister dans le cadre de la relativité générale et proviennent uniquement de densités d’énergie positives, ce qui signifie qu’il n’est pas nécessaire d’envisager des sources exotiques de densité d’énergie négative qui n’ont pas encore été vérifiées.
Avec une énergie suffisante, les configurations de ces solitons pourraient fonctionner comme des “bulles de distorsion”, capables d’effectuer des mouvements supraluminiques et permettant théoriquement à un objet de traverser l’espace-temps tout en étant protégé des forces de marée extrêmes.
C’est un exploit impressionnant de gymnastique théorique, bien que la quantité d’énergie nécessaire signifie que ce moteur à distorsion n’est qu’une possibilité hypothétique pour le moment.
“L’énergie requise pour ce moteur voyageant à la vitesse de la lumière et englobant un vaisseau spatial de 100 mètres de rayon est de l’ordre de centaines de fois la masse de la planète Jupiter”, a déclaré Lentz en mars de l’année dernière.
“Les économies d’énergie devraient être drastiques, de l’ordre de 30 ordres de grandeur environ pour être à la portée des réacteurs à fission nucléaire modernes.”
Alors que l’étude de Lentz prétendait être la première solution connue de ce type, son article est arrivé presque exactement au même moment qu’une autre analyse récente, également publiée en mars 2021, qui proposait un modèle alternatif pour un moteur à distorsion physiquement possible qui ne nécessite pas d’énergie négative pour fonctionner.
Les deux équipes ont pris contact, a déclaré Lentz à l’époque, et le chercheur avait l’intention de partager ses données afin que d’autres scientifiques puissent explorer ses chiffres. Lentz a également présenté ses découvertes au public par le biais d’un livestream sur YouTube.
Il reste encore beaucoup d’énigmes à résoudre, mais la libre circulation de ce type d’idées reste notre meilleur espoir de pouvoir un jour visiter ces étoiles lointaines et scintillantes.
“Ces travaux ont éloigné le problème de la vitesse de déplacement de la lumière d’une étape de la recherche théorique en physique fondamentale pour le rapprocher de l’ingénierie”, a déclaré M. Lentz.
“La prochaine étape consiste à trouver comment ramener la quantité astronomique d’énergie nécessaire à la portée des technologies actuelles, comme une grande centrale nucléaire moderne à fission. Nous pourrons alors parler de la construction des premiers prototypes.”
Les résultats ont été publiés dans Classical and Quantum Gravity.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
