Certaines idées brillantes viennent comme une « épiphanie » dans les découvertes scientifiques, de différentes manières. Une pomme est tombée sur la tête de Newton et il a inventé la loi de la gravitation universelle. Archimède s’est assis dans un bain puis a couru nu dans toute la ville en criant « Eurêka », après tout, il venait de créer la loi d’Archimède. Le physicien théorique mexicain Miguel Alcubierre a été frappé par une idée révolutionnaire dans le domaine de la physique en regardant Star Trek à la télévision.
L’intrigue du film est assez simple, l’équipage du vaisseau « Enterprise » vole de planète en planète, accomplissant des exploits et des découvertes scientifiques, rencontrant diverses créatures extraterrestres.
Miguel était intéressé par la façon dont l’Enterprise se déplaçait d’étoile en étoile, il comprimait l’espace devant lui, de sorte que le vaisseau ne volait pas vers les étoiles, mais que les étoiles elles-mêmes s’approchaient de lui.
Imaginez qu’il y ait une tasse de café sur la table recouverte d’une nappe, vous pouvez tendre la main et la prendre, ou vous pouvez déplacer la nappe avec le café, vous ne tendez pas la main vers la tasse, mais la tasse s’approche de vous.
Il se passe à peu près la même chose avec l’espace dans les séries de science-fiction. L’idée a semblé très intéressante au physicien mexicain, et pour s’amuser, il a décidé d’essayer de calculer la possibilité de créer un tel moteur. Étonnamment, la machine à plier l’espace montrée dans Star Trek s’est avérée être une solution valide aux équations d’Einstein. Autrement dit, il est théoriquement possible de créer un tel moteur.
Un vaisseau équipé d’un moteur Alcubierre doit être entouré d’une bulle d’espace courbe, une sorte de bulle creuse de matière et d’énergie.
La tasse se rapproche alors de vous…!
Si l’on écarte tous les calculs complexes, derrière le vaisseau, l’espace se gonfle, et devant, au contraire, il se contracte. Ce concept plutôt intéressant a beaucoup intéressé les spécialistes de la NASA, en particulier le Dr Harold White, qui a considérablement révisé le message original d’Alcubierre, le rapprochant un peu plus de la mise en œuvre pratique.
Un sujet qui découle implicitement de la possibilité de créer une bulle d’Alcubierre-Lenz-White peut être appelé grossièrement « le nucléaire métrique ». Le fait est que la stabilité des noyaux atomiques et des particules élémentaires lourdes (avant tout, les protons et les neutrons), ainsi que les barrières potentielles aux transformations nucléaires, dépendent de manière très significative de la métrique (c’est-à-dire des propriétés locales de l’espace-temps, ou, ce qui revient au même – de l’intensité et du gradient du champ gravitationnel).
En fonction de la métrique locale, les réactions nucléaires peuvent aller dans différentes directions et avec différentes probabilités.
Dans une certaine mesure, cela est analogue à la modification de l’équilibre chimique en phase gazeuse (connue sous le nom de principe de Le Chatelier-Brown) – bien que l’analogie soit plutôt lointaine.
En physique nucléaire proprement dite, la dépendance des transformations des éléments élémentaires vis-à-vis de la métrique est illustrée par la limite gravitationnelle de Chandrasekhar. Si cette limite est dépassée, lors de la compression de l’étoile, le processus de fusion des électrons et des protons en neutrons s’y déroule (une étoile à neutrons se forme). Ce sont les neutrons qui s’avèrent être les plus stables dans ces conditions – bien que dans la métrique habituelle non perturbée (c’est-à-dire où il n’y a pas de gravité aussi élevée), le neutron soit instable et subisse une désintégration bêta (en un proton et un électron).
Les noyaux atomiques dont la marge de stabilité est insignifiante sont encore plus sensibles à la métrique.
Comme nous l’avons vu plus haut, les limites conditionnelles de la bulle d’Alcubierre représentent une certaine caractéristique de la métrique locale – et il est très probable que les processus nucléaires s’y déroulent de manière sensiblement différente que dans un espace ordinaire présentant une légère courbure gravitationnelle.
Contrairement à l’idée d’un navire volant dans une bulle, l’idée de réactions nucléaires dans la zone des limites de la bulle ne nécessite pas une taille significative de la bulle et une durée significative de son existence (par rapport à un observateur extérieur). Tout peut se passer dans un très petit volume et très rapidement.
Pour plier une petite bulle d’espace à des fins de transport, il est nécessaire de résoudre l’équation de relativité pour créer une densité d’énergie inférieure au vide de l’espace. Bien que ce type d’énergie négative (ou énergie noire) soit observé à l’échelle quantique, l’accumulation d’une quantité suffisante de « masse négative » (matière noire) est encore un domaine de la physique exotique.
Les scientifiques pensent également que l’énergie négative peut entraîner un moteur de distorsion basé sur la bulle d’Alcubierre.
Le concept utilise les principes de l’énergie négative pour déformer l’espace autour d’un navire hypothétique.
Ce type d’énergie nucléaire métrique pourrait non seulement être plus facile à réaliser, mais aussi (aujourd’hui) plus pertinent que le voyage interstellaire ultrarapide.
Il se peut très bien qu’avec le développement de la technologie et l’avènement des ordinateurs quantiques, qui, comme on nous le promet, ne sont pas loin, le premier vol vers les étoiles, même s’il nous semble surréaliste, se produise déjà au cours de ce siècle.
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