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Planète SF

La métrique d’Alcubierre et le voyage warp

Miguel Alcubierre publia en 1994 [1] une métrique qui décrit mathématiquement la géométrie de l’espace-temps lors d’un voyage supraluminique dans les conditions de la théorie de la relativité générale. Cette métrique d’Alcubierre permet de déplacer un objet à des vitesses supérieures à la lumière en manipulant l’espace-temps. Localement, l’objet ne dépasse pas la vitesse de la lumière. Mais sa vitesse relative par rapport à un observateur stationnaire, grâce à la contraction et l’extension de l’espace-temps, dépasse la vitesse c.

L’objet se déplacerait dans un sorte de bulle de distorsion (ou warp bubble en anglais) ; face à lui, l’espace-temps serait contracté, tandis que derrière lui, l’espace-temps serait en expansion.

Cependant, maintenir une bulle de distorsion nécessite d’importantes sources d’énergie. Pour une bulle de 100 mètres de rayon, il faudrait ainsi une énergie négative (il s’agit de matière exotique en physique des particules) de E = -6,2.1067 vs2 grammes [2]. Soit quelque chose de plus important que la masse connue de l’univers.

Christian Van Den Broeck proposa une légère modification de la métrique d’Alcubierre, qui réduit considérablement la quantité d’énergie nécessaire à la bulle de distorsion [3]. Mais ces modifications ne simplifient pas pour autant les données du problème. Il faut encore l’équivalent énergétique en masse de 3 soleils pour transporter de petits atomes ! Le physicien russe Serguei Krasnikov, a cependant publié un article dans Physical Review D qui redonne un peu d’espoir aux voyages dans l’espace-temps. En effet, il démontre que les voyages à travers des trous de ver, des tubes de Krasnikov et les bulles d’Alcubierre, basés sur des calculs d’inégalité quantique, ne nécessitent pas forcément des quantités colossales d’énergie totale et peuvent être, dans certains cas, beaucoup plus envisageables que ce qui était jusqu’à présent supposé [4].

Mais le problème n’est pas encore entièrement réglé pour autant. Comment générer une bulle de distorsion ? Coule, pour sa part, pense que les hypothèses d’Alcubierre ne sont pas réalisables car il considère que tout matière transportée dans une bulle de distorsion doit être préalablement placée à vitesse supraluminique. En d’autres termes, il faut déjà voyager dans une bulle de distorsion pour construire une nouvelle bulle d’Alcubierre. Comme dans ce raisonnement, le serpent se mord la queue. Comme un générateur de bulle à distorsion semble impossible à construire, même si la métrique d’Alcubierre est physiquement significative, Coule considère donc que tout voyage de ce type n’est pas réalisable [5] pour le moment.

[1] Alcubierre, M. (1994). The warp drive: hyper-fast travel within general relativity. Class Quantum Grav 11, pp. L73–L77.

[2] Robertson, G.A.; Murad, P.A.; Davis, E. (2007). New frontiers in space propulsion sciences. Energy Conversion & Management 49, pp. 436-452.

[3] Van Den Broeck, C. (1999). A warp drive with more reasonable total energy requirements. Class Quantum Grav 16, p. 3973.

[4] Krasnikov, S. (2003). The quantum inequalities do not forbid spacetime shortcuts. Physical Review D 67: 104013.

[5] Coule, D. H. (1998). No Warp Drive. Class Quantum Grav 15, pp. 2523-2537.


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