"Warp Drive" de Star Trek est-il possible?

L'un des principaux dispositifs de traçage dans presque tous les "Star Trek"L'épisode et le film sont la capacité des vaisseaux spatiaux 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 "de la science-fiction", et c'est le cas - l'entraînement par distorsion n'existe pas réellement. Cependant, en théorie, une certaine version de ce système de propulsion pourrait être créée à partir de l'idée - avec suffisamment de temps, d'argent et de matériaux.

La principale raison pour laquelle la distorsion semble être possible est peut-être qu'elle n'a pas encore été réfutée. Il peut donc y avoir de l'espoir pour un avenir avec FTL (plus rapide que la lumière) voyager, mais pas de sitôt.

En science-fiction, le warp drive est ce qui permet aux vaisseaux de traverser l'espace en se déplaçant plus vite que la vitesse de la lumière. C'est un détail 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 Einstein théories sur la relativité, il faut une quantité infinie d'énergie pour accélérer un objet de masse jusqu'au 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 aucune masse.) En conséquence, il semblerait que le fait d'avoir 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. La seconde est que lorsque nous parlons de l'impossibilité d'atteindre la vitesse de la lumière, nous parlons généralement de la propulsion des objets. Cependant, le concept d'entraînement de distorsion n'est pas nécessairement basé exclusivement sur les navires ou les objets eux-mêmes volant à la vitesse de la lumière, comme expliqué ci-dessous.

Les trous de ver font souvent partie de la conversation entourant les voyages dans l'espace à travers l'univers. Cependant, voyagez via trous de ver serait distinctement différent de l'utilisation du lecteur de chaîne. Alors que la distorsion implique de se déplacer à une certaine vitesse, les trous de ver sont des structures théoriques qui permettent aux vaisseaux spatiaux de se déplacer 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 éviter des effets indésirables tels que la dilatation du temps et les réactions à une accélération massive sur le corps humain.

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

Si ces hypothèses se révélaient vraies, une pulsion de distorsion pourrait tirer parti de cette lacune, laissant derrière elle la question de la la propulsion d'objets et à la place de charger les scientifiques de la question de savoir comment générer l'énorme énergie nécessaire pour se déplacer espace-temps.

Si les scientifiques adoptent cette approche, le lecteur de chaîne peut être pensé de cette façon: un lecteur de chaîne est ce qui crée l'immense quantité d'énergie qui contracte l'espace-temps devant le vaisseau spatial tout en élargissant l'espace-temps à l'arrière, créant finalement une déformation bulle. Cela provoquerait un espace-temps en cascade par la bulle - le vaisseau reste stationnaire sur sa zone locale pendant que la chaîne se dirige vers une nouvelle destination à la progression supraluminale.

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

Malgré la preuve d'Alcubierre et le fait qu'il n'y ait rien dans notre compréhension actuelle de la théorie physique qui interdit le développement d'une chaîne de transmission, l'idée dans son ensemble est toujours dans le domaine de spéculation. Notre technologie actuelle n'est pas encore là, et bien que les gens travaillent sur les moyens de réaliser cet exploit massif de voyage dans l'espace, de nombreux problèmes restent à résoudre.

La création et le mouvement d'une bulle de chaîne nécessitent l'annulation de l'espace devant elle, tandis que l'espace à l'arrière doit croître rapidement. Cet espace anéanti est ce que l'on appelle la masse négative ou l'énergie négative, un type de matière hautement théorique qui n'a pas encore été "trouvé".

Cela dit, trois théories nous ont rapprochés de la réalité de la masse négative. Par exemple, l'effet Casimir présente une configuration où deux miroirs parallèles sont positionnés dans le vide. Lorsqu'ils sont déplacés extrêmement près les uns des autres, il apparaît que l'énergie entre eux est inférieure à l'énergie qui les entoure, créant ainsi une énergie négative, même si ce n'est qu'en quantités infimes.

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.

Et à partir de 2018, des scientifiques de l'Université de Rochester ont utilisé des lasers pour démontrer une autre possibilité de création de masse négative.

Même si ces découvertes rapprochaient l'humanité d'une chaîne de distorsion fonctionnelle, ces infimes quantités de masse négative sont loin de la amplitude de la densité d'énergie négative qui serait nécessaire pour parcourir 200 fois FTL (la vitesse nécessaire pour atteindre l'étoile la plus proche dans une quantité raisonnable de temps).

Avec la conception d'Alcubierre en 1994 ainsi que d'autres, il semblait que la quantité d'énergie nécessaire pour créer le l'expansion et la contraction nécessaires de l'espace-temps dépasseraient la production du soleil pendant ses 10 milliards d'années durée de vie. Cependant, de nouvelles recherches ont pu réduire la quantité d'énergie négative nécessaire à celle d'une planète géante gazeuse, ce qui, tout en étant une amélioration, reste un défi à relever.

Une théorie pour résoudre cet obstacle est d'extraire la quantité massive d'énergie créée à partir matière-antimatière annihilations - explosions de mêmes particules avec des charges opposées - et l'utiliser dans le "noyau de chaîne" du navire.

Même si les scientifiques réussissent à plier l'espace-temps autour d'un vaisseau spatial donné, cela ne ferait que poser plus de questions concernant les voyages dans l'espace.

Les scientifiques théorisent qu'avec un voyage interstellaire, une bulle de chaîne pourrait potentiellement collecter un grand nombre de particules, ce qui pourrait provoquer des explosions massives à son arrivée. D'autres problèmes possibles liés à cela sont la question de savoir comment naviguer dans toute la bulle de distorsion et la question de savoir comment les voyageurs communiqueraient avec la Terre.

Techniquement, nous sommes encore loin de la distorsion et des voyages interstellaires, mais avec les progrès de la technologie et la poussée vers l'innovation, les réponses sont plus proches que jamais. 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 de la distorsion. Pour la première fois depuis des décennies, il y a une excitation semblable au rock and roll à propos du vol spatial, et ce genre d'enthousiasme est une autre pièce essentielle dans la quête pour explorer l'univers.