Les romans et les films de science-fiction regorgent d'idées de grande envergure, qui servent le plus souvent de tremplin pour des aventures dynamiques, plutôt qu'une tentative sérieuse de prédire les tendances futures de la science ou de la technologie. Certaines des astuces les plus courantes, telles que l'accélération d'un vaisseau spatial à des vitesses fantastiques en quelques secondes sans tuer de passagers, ne sont tout simplement pas possibles selon les lois de la physique telles que nous les comprenons.
Cependant, les mêmes lois semblent autoriser d'autres concepts de science-fiction apparemment incroyables, des trous de ver aux univers parallèles. Voici un aperçu de quelques idées de science-fiction qui pourraient réellement être mises en pratique - du moins en théorie.
Trous de ver :
L'idée d'un trou de ver - le chemin le plus court dans l'espace qui vous permet de voyager entre des parties éloignées de l'univers presque instantanément - ressemble à de la fantaisie. Mais sous le nom plus formel du pont Einstein-Rosen, cette idée existait en tant que concept théorique sérieux bien avant que les auteurs de science-fiction ne l'utilisent.
Il vient de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, qui considère la gravité comme une distorsion de l'espace-temps causée par des objets massifs. En collaboration avec le physicien Nathan Rosen, Einstein a suggéré en 1935 que les points de gravité extrêmement forte, tels que les trous noirs, pourraient être directement liés les uns aux autres. C'est ainsi qu'est née l'idée des trous de ver.
Les forces autour du trou noir détruiraient quiconque s'en approchait, donc l'idée de voyager réellement à travers le trou de ver n'a été prise au sérieux que dans les années 1980, lorsque l'astrophysicien Carl Sagan a décidé qu'il allait écrire un roman de science-fiction.
Carl Sagan a mis au défi son collègue physicien Kip Thorne de trouver un moyen viable de parcourir instantanément les distances interstellaires. Kip Thorne a dûment conçu un moyen - possible en théorie mais hautement improbable en pratique - pour que les humains puissent effectuer un voyage interstellaire, en traversant le trou de ver sans être blessés. Le résultat a été reflété dans le roman Contact de Sagan (1985), qui a ensuite été adapté dans un film avec Jodie Foster. Le trou de ver est également présenté dans le film Interstellar comme un moyen de voyager dans une autre galaxie.
Bien qu'il soit hautement improbable que les trous de ver deviennent un jour le mode de transport facile et pratique décrit dans les films, les scientifiques ont maintenant trouvé un moyen plus viable de construire un trou de ver que ce que Kip Thorne avait suggéré à l'origine. Il est également possible que, si des trous de ver existent déjà dans l'univers, ils puissent être identifiés avec la prochaine génération de détecteurs d'ondes gravitationnelles.
Lecteur de distorsion :
Une condition préalable importante pour la plupart des histoires d'aventures spatiales est la capacité d'aller d'un point A à un point B beaucoup plus rapidement qu'aujourd'hui. Outre les trous de ver, il existe plusieurs obstacles pour y parvenir avec un vaisseau spatial ordinaire. Cela nécessite une énorme quantité de carburant, un effet d'accélération dévastateur et le fait qu'il existe une limite de vitesse strictement appliquée dans l'univers.
C'est la vitesse à laquelle la lumière voyage - exactement une année-lumière par an, ce qui dans un contexte cosmique n'est pas du tout si rapide (pour un observateur extérieur). Proxima Centauri, la deuxième plus grande étoile de la Terre, est à 4,2 années-lumière du Soleil et le centre de la galaxie est à 27 000 années-lumière.
Heureusement, il existe une faille dans la limite de vitesse spatiale : elle ne détermine que la vitesse maximale à laquelle nous pouvons voyager dans l'espace. Comme Einstein l'a expliqué, l'espace lui-même peut être déformé, il est donc possible de manipuler l'espace autour du navire d'une manière qui viole la limite de vitesse. Le vaisseau spatial se déplacera toujours dans l'espace environnant à une vitesse inférieure à la vitesse de la lumière, mais l'espace lui-même se déplacera plus rapidement que cette vitesse.
C'est ce que les scénaristes de Star Trek avaient en tête lorsqu'ils ont proposé le concept de "warp drive" dans les années 1960. Mais pour eux, ce n'était qu'une phrase à consonance plausible, pas de la vraie physique.
Ce n'est qu'en 1994 que le théoricien Miguel Alcubierre a trouvé une solution aux équations d'Einstein qui a produit un véritable effet de distorsion, rétrécissant l'espace devant le vaisseau spatial et l'étendant à l'arrière. La solution de Miguel Alcubierre n'était pas moins ingénieuse que le trou de ver traversable de Kip Thorne, et les scientifiques tentent de l'améliorer dans l'espoir qu'elle deviendra un jour pratique.
Voyage dans le temps:
Le concept d'une machine à remonter le temps est l'une des grandes astuces de l'intrigue de science-fiction qui permet aux personnages de revenir en arrière et de changer le cours d'une histoire - pour le meilleur ou pour le pire. Mais cela soulève inévitablement des paradoxes logiques. Par exemple, dans Retour vers le futur, Doc construirait-il sa machine à remonter le temps si le futur Marty ne lui avait pas rendu visite en utilisant la même machine ? C'est à cause de ces paradoxes que beaucoup de gens croient que voyager dans le temps dans le monde réel est impossible - et pourtant, selon les lois de la physique, c'est effectivement possible.
Comme pour les trous de ver et les courbures dans l'espace, la physique qui nous dit que vous pouvez voyager dans le temps vient de la théorie de la relativité générale d'Einstein. Elle considère l'espace et le temps comme faisant partie du même continuum espace-temps, et les deux sont inextricablement liés.
Tout comme nous parlons de déformer l'espace avec un trou de ver ou un lecteur de distorsion, le temps peut également être déformé. Parfois, il peut être tellement déformé qu'il se replie tout seul, ce que les scientifiques appellent une "courbe du temps fermée", bien qu'on puisse l'appeler tout aussi précisément une machine à remonter le temps.
Une conception conceptuelle d'une telle machine à remonter le temps a été publiée en 1974 par le physicien Frank Tipler. Appelé cylindre Tipler, l'engin doit être grand - au moins 97 kilomètres de long - et extrêmement dense, avec une masse totale comparable à celle du soleil.
Pour qu'un cylindre fonctionne comme une machine à remonter le temps, il doit tourner suffisamment vite pour déformer l'espace-temps jusqu'au point où le temps s'effondre sur lui-même - "l'effet glisser-déposer".
Téléportation :
Un exemple typique de téléportation de science-fiction est le transporteur Star Trek, qui, comme son nom l'indique, est décrit simplement comme un moyen pratique de voyager d'un endroit à un autre.
Mais la téléportation est complètement différente des autres modes de transport : au lieu que le voyageur se déplace dans l'espace du point de départ à la destination, la téléportation aboutit à une copie exacte à destination, tandis que l'original est détruit. Selon IBM, de ce point de vue - et au niveau des particules subatomiques, pas des personnes - la téléportation est bel et bien possible.
Le vrai processus s'appelle la téléportation quantique. Ce processus copie l'état quantique exact d'une particule, comme un photon, vers une autre, qui peut se trouver à des centaines ou des milliers de kilomètres.
La téléportation quantique détruit l'état quantique du premier photon, il semble donc que le photon ait été transporté par magie d'un endroit à un autre. L'astuce est basée sur ce qu'Einstein a appelé "l'action effrayante à distance", mais plus formellement, elle est connue sous le nom d'intrication quantique.
Si le photon à "téléporter" entre en contact avec l'une des paires de photons intriqués et que la mesure de l'état résultant est envoyée du côté récepteur, où se trouve l'autre photon intriqué, alors le dernier photon entre dans le même l'état comme le photon téléporté.
Il s'agit d'un processus complexe, même pour un seul photon, et ne peut pas être adapté au système de transport instantané présenté dans Star Trek. Cependant, la téléportation quantique a des applications importantes dans le monde réel, telles que les communications inviolables et l'informatique quantique ultra-rapide.
Univers parallèles:
L'univers est tout ce que nous voyons avec les télescopes les plus puissants - tous les milliards de galaxies en expansion dans le Big Bang. Mais est-ce tout ce qu'il y a ?
La théorie dit que peut-être pas : il pourrait y avoir tout un multivers d'univers. L'idée d'"univers parallèles" est un autre thème familier de la science-fiction, mais lorsqu'ils sont représentés à l'écran, ils ne diffèrent généralement de notre propre univers que par des détails mineurs.
Mais la réalité peut être bien plus étrange lorsque les paramètres de base de la physique dans un univers parallèle, tels que la force de gravité ou les forces nucléaires, sont différents des nôtres. Une représentation classique d'un univers complètement différent de ce type et des créatures qui y vivent est le roman d'Isaac Asimov "Les dieux eux-mêmes", ou plutôt sa deuxième partie.
La clé de la compréhension moderne des univers parallèles est le concept d'« inflation perpétuelle ». Il dépeint le tissu sans fin de l'espace dans un état d'expansion continue et incroyablement rapide. De temps en temps, un point localisé dans cet espace - le Big Bang autosuffisant - sort de l'expansion générale et commence à croître à un rythme plus modéré, permettant à des objets matériels tels que des étoiles et des galaxies de s'y former. Selon cette théorie, notre univers est l'un de ces domaines, mais il peut y avoir d'innombrables autres univers.
2021-10-12 05:21:24
Auteur: Vitalii Babkin