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Des chercheurs de l’Université de Göttingen disent avoir découvert une nouvelle solution théorique pour casser la limite énoncée par Einstein.
Des chercheurs de l’Université de Göttingen disent avoir découvert une nouvelle solution théorique pour casser la limite énoncée par Einstein.
©AFP

Révolution scientifique ?

Voyager plus vite que la vitesse de la lumière ? Des astrophysiciens allemands disent avoir fait une percée théorique

Des chercheurs de l’Université de Göttingen disent avoir découvert une nouvelle solution théorique pour casser la limite énoncée par Einstein.

Erik  Lentz

Erik Lentz

Erik Lentz est physicien. 

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Atlantico : Voyager vers des étoiles lointaines est un rêve dans l'esprit de tous les fans de science-fiction. Elle semblait limitée par les théories d'Albert Einstein sur la relativité générale. Cette possibilité nécessitait de grandes quantités de particules ou de matériaux introuvables. Aujourd'hui, vous pensez avoir trouvé une solution théorique en utilisant des «solitons». Quelle est votre théorie? Quelle énergie est impliquée et comment cela fonctionnerait-il?

Erik Lentz : Le modèle de soliton que j'ai étudié est toujours décrit par la relativité générale d'Einstein. En fait, les solutions proposées par Miguel Alcubierre, Jose Natario, Alexey Bobrick et Gianni Martire, etc. sont toutes basées sur des solitons dans des espaces-temps relativistes généraux. (Un soliton, en général, est un front d'onde compact se déplaçant à vitesse constante. Dans le cas de mes recherches, le soliton est la perturbation de la géométrie spatio-temporelle.) Ma découverte clé est la construction théorique d'une classe de solitons ("warp bulles") qui sont capables d'un mouvement superluminique et provenant de densités d'énergie purement positives. Ceci se distingue des découvertes précédentes où les solitons sont soit sous-luminal ou nécessitent des sources "exotiques" de matière avec des densités d'énergie négatives pour fonctionner à des vitesses supraluminales.

Pour mon soliton fiducial de rayon de 100 mètres voyageant à la vitesse de la lumière, il faudrait l'équivalent de masse de centaines de Jupiters pour faire un soliton de cette taille et de cette vitesse en utilisant mon modèle actuel. J'espère réduire drastiquement ce besoin énergétique dans mes recherches futures.

Cette découverte pourrait-elle relancer le débat sur la possibilité de voyager rapidement dans l'espace? Votre théorie est-elle concrètement réalisable dans un futur lointain?

J'aimerais voir cette technologie utilisée dans ma vie, bien qu'il y ait un certain nombre de défis à relever avant même que le premier prototype ne soit fait. Je pense que les deux premiers points, la prochaine phase du travail théorique de R&D, peuvent éventuellement être abordés au cours des prochaines années. La vérification expérimentale peut être un peu délicate et pourrait prendre entre un an ou au maximum une décennie, en fonction de plusieurs facteurs. Si tout se passe bien, il sera peut-être possible de construire les premiers prototypes entièrement fonctionnels au cours de la prochaine décennie. Les premières pulsions vraiment superluminales peuvent survenir quelques décennies plus tard.

- L'étape suivante consiste à réduire l'énergie requise pour un soliton («bulle de distorsion») d'une taille et d'une vitesse particulières car les niveaux de courant sont astronomiques. Heureusement, il existe un certain nombre de mécanismes d'économie d'énergie très efficaces pour la propulsion Alcubierre décrits dans la littérature, bien qu'ils nécessitent eux-mêmes de la matière exotique. Le défi serait soit de modifier ces mécanismes pour qu'ils fonctionnent en utilisant uniquement des sources conventionnelles, soit d'innover avec de nouvelles techniques d'économie d'énergie. Le niveau d'énergie cible est l'endroit où un soliton («bulle de distorsion») d'un rayon de dix mètres se déplaçant à 1% de la vitesse de la lumière pourrait être alimenté par un réacteur à fission moderne. Notez également que toute l'énergie n'a pas besoin de provenir directement du réacteur, car nous nous attendons à ce qu'une grande partie de l'énergie provenant de la bulle provienne des masses de repos des particules.
- Un moyen de créer et d'accélérer ces solitons à partir de leurs sources de matière constitutives doit être conçu.
- Une fois que les besoins énergétiques sont suffisamment faibles et que des moyens appropriés pour créer de tels solitons ont été trouvés, je souhaiterais que l'existence de tels solitons soit confirmée en laboratoire pour un soliton petit (~ 1m rayon), lent (~ km / s vitesse ), mais qui peut être détecté.
- En supposant un succès à ce stade, j'espère qu'il sera possible de construire les premiers prototypes de disques basés sur cette technologie pour une utilisation dans l'espace. Ils seront petits et lents à démarrer.
- Pendant ce temps, il sera une priorité de recherche d'améliorer la conception du soliton pour résoudre le problème de l'horizon du soliton. Ce sera important pour passer la vitesse de la lumière avec un soliton entièrement autonome.

Vous faites l'hypothèse que les complications du «paradoxe des jumeaux» pourraient être évitées. Quel est ce paradoxe et comment imaginez-vous le résoudre?

Le paradoxe des jumeaux indique en gros que si deux jumeaux sont séparés par l'un effectuant un voyage aller-retour à une vitesse très proche de la vitesse de la lumière par rapport à l'autre jumeau, alors une fois réunis, le jumeau voyageant aura vu passer beaucoup moins de temps que l'autre jumeau. Il y a une description beaucoup plus complète de ceci sur Wikipedia (https://en.wikipedia.org/ wiki / Twin_paradox). Cela pose un problème intéressant pour les voyages spatiaux rapides conventionnels car l'équipage d'un vaisseau spatial pourrait éventuellement effectuer des missions aller-retour vers des endroits éloignés, par exemple le centre de la galaxie, au cours de leur vie, mais reviendrait sur Terre des dizaines de milliers d'années plus tard. Mes solutions sont conçues pour que le temps passe au même rythme pour les gens sur Terre et dans le vaisseau spatial quelle que soit la vitesse du vaisseau: les jumeaux auront le même âge une fois réunis.

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