Le Warp Drive : Est-ce possible ?
En 1994, le physicien théorique mexicain Miguel Alcubierre a décidé de vérifier si le warp drive de ses émissions de science-fiction préférées était possible. Étonnamment, il a trouvé un moyen de le rendre réalisable, mais il n’est toujours pas certain que cela puisse réellement fonctionner.
Bien qu’il soit impossible de voyager plus vite que la lumière, cette restriction ne s’applique qu’aux mesures locales. Il est possible de manipuler l’espace-temps de manière à ce que le déplacement supraluminal soit réalisable. Par exemple, l’expansion de l’univers éloigne les galaxies plus vite que la vitesse de la lumière, mais parce que chaque galaxie est au repos dans sa zone spatiale locale, tout va bien.
La théorie d’Alcubierre
L’idée d’Alcubierre était d’utiliser un tour de passe-passe similaire. Sa solution de warp drive à la relativité générale emploie une région d’espace parfaitement plat. Devant cette bulle se trouve une région d’espace comprimé, et derrière elle se trouve une région d’espace étendu. Cette compression de l’espace permet à la bulle intérieure et à son contenu de se déplacer à n’importe quelle vitesse qu’ils souhaitent, même plus vite que la lumière. Étonnamment, les occupants de la bulle ne ressentiront rien de bizarre. En fait, de leur point de vue, ils ne bougeront pas du tout. Au lieu de cela, leur destination se rapproche simplement. Mais il y a un problème : Pour construire une géométrie d’espace-temps avec cette précision, nous devons avoir recours à une masse négative, qui ne semble pas exister dans l’univers et qui violerait tout ce que nous connaissons sur le mouvement, la quantité de mouvement et l’énergie.
Même s’il n’y a pas de masse négative connue dans l’univers, il existe une énergie négative. Si vous prenez deux plaques métalliques et les maintenez très près l’une de l’autre, les champs quantiques à l’intérieur sont restreints ; ils ne peuvent avoir que certaines longueurs d’onde autorisées. Cette restriction, connue sous le nom d’effet Casimir, entraîne une force attractive entre les plaques et une région d’énergie négative.
Une quantité minuscule d’énergie négative due à l’effet Casimir n’est cependant pas suffisante pour alimenter un warp drive, et cela peut ne pas fonctionner de toute façon. Savoir si un warp drive d’Alcubierre est possible est finalement une question pour la gravité quantique, pour laquelle nous n’avons pas encore de solution.
Exploration des possibilités
En attendant, nous ne pouvons que contourner la question, examiner divers aspects du warp drive et voir ce qui pourrait se produire dans les champs quantiques de cet environnement gravitationnel très étrange. Ce processus d’exploration a conduit à des découvertes intéressantes – et parfois contradictoires – sur la nature des warp drives au cours des trois dernières décennies depuis la découverte originale d’Alcubierre.
Par exemple, un ensemble de calculs suggère que les champs quantiques à la frontière de la bulle de warp qui chevauchent la frontière entre les parties intérieures et extérieures augmentent essentiellement à l’infini dès que vous activez l’appareil, ce qui serait… problématique.
Mais d’autres calculs disent que cela ne s’applique que dans des cas limités et que si vous augmentez lentement la vitesse du moteur warp, vous n’aurez pas de problème.
D’autres calculs évitent tout cela et se concentrent simplement sur la quantité d’énergie négative dont vous avez réellement besoin pour construire votre warp drive. Et la réponse est que pour une seule bulle macroscopique – disons, de 30 pieds (100 mètres) de diamètre – vous auriez besoin de 10 fois plus d’énergie négative que toute l’énergie positive contenue dans l’univers entier, ce qui n’est pas très prometteur.
Cependant, d’autres calculs montrent que cette immense quantité ne s’applique qu’à la bulle de warp traditionnelle telle que définie par Alcubierre. Il pourrait être possible de remodeler la bulle de manière à ce qu’elle ait un petit cou à l’avant qui comprime l’espace et ensuite se dilate pour contenir la bulle de warp. Cela minimise toute étrangeté quantique de sorte que vous n’avez besoin que de l’équivalent de l’énergie d’une étoile pour façonner le moteur.
Les problèmes avec le Warp Drive
Cependant, d’autres calculs montrent que même si vous réussissez à obtenir de l’énergie ou une masse négative, dès que vous commencez à bouger, vous allez rencontrer des problèmes – à savoir que la masse négative commencera immédiatement à s’écouler à l’extérieur de la bulle (ce qui est mauvais) à une vitesse plus rapide que la lumière (ce qui est vraiment mauvais). Ce qui se passe finalement, c’est que la matière exotique qui construit la bulle de warp ne peut pas suivre le rythme de la bulle elle-même, donc elle se déchire.
Ainsi, bien que le warp drive semble peu probable, le verdict final est incertain. Mais c’est toujours une expérience de pensée amusante qui nous permet d’explorer des connexions intéressantes et surprenantes entre la relativité générale et la mécanique quantique. Et bien sûr, cela rend nos émissions de science-fiction plus amusantes à regarder – nous n’avons pas à attendre des millions d’années pour que notre équipage de vaisseau spatial préféré atteigne sa destination.
