Les physiciens ont théoriquement analysé la possibilité de créer un moteur de distorsion (entraînement de distorsion) - un objet hypothétique qui vous permet de voyager à des vitesses proches et supersoniques (du point de vue d'un observateur externe) en raison de la distorsion de l'espace-temps autour du voyageur. Il s'est avéré que, contrairement aux vols supraluminiques, la coque d'un tel appareil peut être fabriquée à partir de matière ordinaire pour se déplacer à des vitesses inférieures à la lumière. Dans le même temps, les mécanismes de propulsion du navire et la masse importante requise par la coque restent toujours des problèmes problématiques. Article publié dans la revue Gravité classique et quantique.
A la fin du siècle dernier, le physicien Miguel Alcubierre de l'Université du Pays de Galles, inspiré par l'intrigue de la série télévisée "Star Trek", a décrit un modèle théorique de déplacement à vitesse supersonique, qui ne nécessite pas l'utilisation de trous de ver. L'idée du scientifique était de créer une sorte de bulle qui entoure le vaisseau spatial, comprimant l'espace-temps devant le vaisseau et l'étirant derrière. Du point de vue d'un observateur extérieur, de telles manipulations peuvent ressembler à un vol supraluminique - tout comme dans le modèle inflationnaire de l'univers, les premiers instants de sa vie s'accompagnaient d'une expansion rapide de l'espace et la distance entre les points augmentait à mesure que s'ils volaient à une vitesse supraluminique, bien que les vitesses physiques des corps soient inférieures à la vitesse de la lumière.
Théorie des moteurs de distorsion
Dans la théorie générale de la relativité, la source des distorsions de l'espace-temps est la matière, c'est-à-dire que sa distribution dans l'espace détermine la manière dont la géométrie sera déformée. Cette relation peut être utilisée dans le sens opposé - pour déterminer le type de distorsion spatio-temporelle, la distribution de matière qui peut en être la cause et les propriétés de la substance source.
Pour le moteur de distorsion Alcubierre, de telles considérations conduisent au fait que l'appareil doit nécessairement contenir des régions à densité d'énergie négative - alors que pour les variétés connues de matière, cette valeur est positive. Ainsi, jusqu'à récemment, on croyait que pour voyager, entre autres, il faudrait d'abord trouver un moyen de créer une densité d'énergie négative.
Recherche sur les moteurs de distorsion
Alexey Bobrick et Gianni Martire du New York Laboratory for Applied Physics of Advanced Propulsion ont généralisé l'idée du moteur de distorsion d'Alcubierre à une classe plus large de distorsions de l'espace-temps que celle proposée à l'origine par le scientifique. Dans le modèle étendu, les auteurs ont divisé l'espace en trois régions - une région extérieure asymptotiquement plate (c'est-à-dire pratiquement non déformée à une grande distance du navire), une courbée - la coque de l'appareil et, encore une fois, une région plate région intérieure - l'espace pour le navire lui-même et les passagers. Dans le même temps, les physiciens se sont limités à considérer des coques symétriques par rapport à l'axe de mouvement de l'appareil et stationnaires du point de vue de l'observateur dans la région intérieure, c'est-à-dire qu'elles nécessitaient l'existence d'un référentiel global du reste de la coquille.
Les chercheurs se sont concentrés sur une sous-classe de moteurs de distorsion dans lesquels la coque se déplace à des vitesses visibles subluminales (à laquelle il est en principe possible d'accélérer la matière ordinaire) et qui permet l'existence d'observateurs physiques stationnaires (c'est-à-dire des corps matériels, pas seulement formellement points stationnaires) dans la région intérieure. Pour les distorsions espace-temps à symétrie sphérique, les scientifiques ont calculé la densité d'énergie requise en fonction des paramètres de distorsion.
Il s'est avéré que les moteurs de distorsion sublight permettent non seulement une densité d'énergie négative, mais également positive - ce qui signifie, en principe, qu'ils peuvent être fabriqués à partir de la matière à laquelle nous sommes habitués. Dans ce cas, pour l'observateur, le temps à l'intérieur du vaisseau s'écoulera plus lentement que dans le référentiel, qui se déplace à l'extérieur de l'obus à la même vitesse, mais pour un obus dont la masse est de l'ordre de la masse de la Terre et dans un rayon de 10 mètres, la décélération ne sera que de quelques centièmes de pour cent - c'est-à-dire qu'en un an, l'heure interne et l'heure externe ne divergeront que de quelques heures.
De plus, les auteurs ont trouvé un moyen de réduire l'énergie totale du navire pour un modèle à symétrie axiale à vitesse fixe - pour cela, ils ont proposé d'aplatir la coque dans le sens du mouvement. Selon les calculs, une réduction de la taille longitudinale du navire entraînera une modification directement proportionnelle (par le même nombre de fois) de son énergie totale. Cela pourrait faciliter la création de moteurs de distorsion basés sur de la matière à densité d'énergie négative - un vaisseau aplati aurait besoin de moins de matériaux exotiques.
Moteurs de distorsion et réalité
Les scientifiques notent que, malgré la possibilité d'un mouvement surmonde d'un navire, en pratique, il n'est presque pas différent du mouvement surmonde de tout autre corps physique, car il n'existe actuellement aucun moyen connu d'accélérer des objets physiques à des vitesses de supermonde. Il est possible de supposer qu'une particule hypothétique se déplace déjà plus vite que la lumière - et d'étudier une telle tâche, mais il n'est pas possible d'accélérer cette particule de la vitesse sublight habituelle à la vitesse supraluminique nécessaire. La coque d'un moteur de distorsion est également un objet matériel, et pour lui, comme pour tout autre corps, les mêmes considérations sont valables - et il ne sera pas possible d'accélérer les moteurs de distorsion extraterrestres par des méthodes connues des physiciens.
Ce n'est pas la première fois que des théoriciens testent récemment les voyages exotiques pour des raisons pratiques. En réalité, de tels voyages sont loin - par exemple, en mai 2015, la NASA a démenti les rumeurs sur le développement d'un moteur de distorsion.
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Une très mauvaise traduction en ukrainien, pourquoi ne pas traduire depuis l'anglais, et non depuis le Katsapyacha ?