Warp Drive de Star Trek est-il possible?

L'un des principaux dispositifs de l'intrigue dans presque tous les épisodes et films de "Star Trek" est la capacité des vaisseaux à voyager à la vitesse de la lumière et au-delà. Cela se produit grâce à un système de propulsion appelé entraînement de chaîne. Cela semble "science-fiction" et ça l'est. Le lecteur de distorsion n'existe pas encore. Cependant, en théorie, une certaine version de ce système de propulsion pourrait être créée à partir de l'idée, étant donné suffisamment de temps, d'argent et de matériaux.

La principale raison pour laquelle cela semble possible est peut-être qu'elle n'a pas encore été réfutée. Donc, il y a de l'espoir pour un avenir avec les voyages FTL (plus rapides que la lumière), mais il ne semble pas que cela se produira bientôt.

Qu'est-ce que Warp Drive?

Le Warp Drive est ce qui permet aux vaisseaux de science-fiction de traverser l'espace en se déplaçant plus vite que la vitesse de la lumière. C'est un aspect important car la vitesse de la lumière est la limite de vitesse cosmique - la loi et la barrière de circulation ultimes de l'univers.

À notre connaissance, rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière. Selon les théories d'Einstein sur la relativité, il faut une quantité infinie d'énergie pour accélérer un objet de masse jusqu'à la vitesse de la lumière. (La raison pour laquelle la lumière elle-même n'est pas affectée par ce fait est que les photons, les particules de lumière, n'ont pas de masse.) En conséquence, il semblerait qu'un vaisseau spatial se déplaçant à (ou dépassant) la vitesse de la lumière est tout simplement impossible.

Pourtant, il y a deux failles. La première est qu'il ne semble pas y avoir d'interdiction de voyager le plus près possible de la vitesse de la lumière. Et le second est que lorsque nous parlons de l'impossibilité d'atteindre la vitesse de la lumière, nous parlons de la propulsion des objets. Cependant, l'idée de la distorsion n'est pas nécessairement basée sur les navires ou les objets eux-mêmes volant à la vitesse de la lumière.

Warp Drive vs Wormholes

L'utilisation d'un lecteur de distorsion serait distinctement différente de voyager à travers l'univers en utilisant trous de ver. Ce sont des structures théoriques qui permettent aux vaisseaux spatiaux de voyager d'un point à un autre en creusant un tunnel à travers l'hyperespace. En effet, ils laisseraient les navires prendre un raccourci car ils restent techniquement liés à l'espace-temps normal.

Un sous-produit positif de cela est que le vaisseau peut contourner des effets indésirables tels que la dilatation du temps et des effets d'accélération massifs sur le corps humain, ce qui ruinerait vraiment les scénarios de science-fiction.

L'idée de Warp

Notre compréhension actuelle de la physique et de la façon dont la lumière voyage empêche les objets d'atteindre une telle vitesse, mais n'exclut pas la possibilité de l'espace lui-même voyageant à la vitesse de la lumière ou au-delà. En fait, certaines personnes qui ont examiné le problème affirment que dans le premier univers, l'espace-temps s'est étendu à une vitesse superluminale, ne serait-ce que pour un très court intervalle.

Si ces hypothèses se révélaient vraies, une distorsion pourrait tirer parti de cette lacune, laissant par la suite aux scientifiques la question de savoir comment générer l'énorme énergie nécessaire pour se déplacer dans l'espace-temps..

Vous pouvez penser à la distorsion de cette manière: une distorsion est ce qui crée l'immense quantité d'énergie qui contracte l'espace-temps devant le vaisseau tout en augmentant l'espace-temps à l'arrière, créant finalement une bulle de distorsion. Cela provoquerait un espace-temps en cascade par la bulle, le navire restant immobile dans sa zone locale alors que la chaîne progresse vers une nouvelle destination à la progression supraluminale.

Motivé par sa fascination pour le pilote de l'intrigue révolutionnaire de Gene Roddenberry, le scientifique mexicain Miguel Alcubierre a prouvé que la transmission par distorsion était, en fait, conforme aux lois régissant l'univers. Dans sa conception de la fin du XXe siècle, connue sous le nom de Alcubierre Drive, le vaisseau spatial chevauche une "vague" d'espace-temps, un peu comme un surfeur chevauche une vague sur l'océan..

Défis de distorsion

Malgré la preuve d'Alcubierre et le fait que rien dans notre compréhension actuelle de la physique théorique n'interdise le développement d'un entraînement de distorsion, l'idée est toujours dans le domaine de la spéculation, et notre technologie actuelle n'est pas encore tout à fait là. Les gens travaillent sur les moyens de réaliser un tel exploit, mais il reste de nombreux problèmes à résoudre. 

Masse négative

La création et le mouvement d'une bulle de distorsion nécessitent l'annulation de l'espace devant elle tandis que l'espace à l'arrière croît rapidement. L'espace annihilant est ce que nous appelons masse négative ou énergie négative, un type de matière hautement théorique qui n'a pas encore été "trouvé".

Pourtant, trois théories nous ont rapprochés de la réalité de la masse négative. L'effet Casimir présente une configuration où deux miroirs parallèles sont positionnés dans le vide. Lorsque nous les déplaçons extrêmement proches les uns des autres, il apparaît que l'énergie entre eux est inférieure à l'énergie qui les entoure, créant ainsi ce que nous appelons l'énergie négative, même si ce n'est qu'en quantités infimes.

En 2018, des scientifiques de l'Université de Rochester ont démontré une autre possibilité pour la création de masse négative à l'aide de lasers. Même si ces découvertes rapprochent l'humanité d'un lecteur de distorsion fonctionnel, ces quantités infimes sont loin de l'ampleur de la densité d'énergie négative qui est nécessaire pour voyager 200 fois FTL (qui est la vitesse nécessaire pour se rendre à l'étoile la plus proche dans un durée raisonnable).

Peut-être plus important encore, en 2016, les scientifiques du LIGO (l'observatoire des ondes gravitationnelles des interféromètres laser) ont prouvé que l'espace-temps peut se "déformer" et se plier en présence d'énormes champs gravitationnels.. 

Quantité d'énergie

Avec la conception d'Alcubierre en 1994, puis celle de Natario en 2001, il semblait que la seule quantité d'énergie nécessaire pour créer l'expansion et la contraction nécessaires de l'espace-temps dépasserait la production du Soleil, pendant sa durée de vie de 10 milliards d'années. Cependant, de nouvelles recherches ont pu réduire la quantité d'énergie négative jusqu'à celle d'une planète géante gazeuse, ce qui semble encore assez difficile à trouver..

Une théorie consiste à utiliser des quantités massives d'énergie extraites des anéantissements matière-antimatière-explosions de mêmes particules avec des charges opposées-dans le "noyau de chaîne" du navire.

Voyager avec Warp Drive

Même si nous avons réussi à utiliser, disons, des ondes gravitationnelles pour plier l'espace-temps autour d'un vaisseau spatial donné et / ou créer une énergie négative qui ferait de même, et si, en même temps, nous avons réussi à exploiter d'immenses quantités d'énergie, d'autres questions se poseraient concernant les déplacements en chaîne.

Les scientifiques théorisent qu'avec notre voyage interstellaire, notre bulle de distorsion pourrait potentiellement collecter un grand nombre de particules, ce qui pourrait provoquer des explosions massives à l'arrivée. Un autre problème possible lié à cela est la question de savoir comment naviguer dans toute la bulle de chaîne et la question de savoir comment nous communiquerions avec la Terre.

Conclusion

Techniquement, nous sommes encore loin des capacités d'entraînement de distorsion et des voyages interstellaires, mais avec l'accélération de la technologie et des ordinateurs, nous ne sommes peut-être pas si loin. Avec les récents progrès de la science et la volonté de pousser l'innovation, des gens comme Elon Musk et Jeff Bezos qui aspirent à faire de nous une civilisation spatiale sont les stimuli nécessaires pour déchiffrer le code du lecteur de chaîne. Pour la première fois depuis des décennies, il y a une excitation semblable au rock and roll à propos du vol spatial. Ceci est une autre pièce essentielle dans la quête pour devenir les maîtres de l'univers.