Un vaisseau dix fois plus rapide que la lumière ?

Au cœur du centre spatial Lyndon Johnson de Houston (Etats-Unis), des ingénieurs réfléchissent aux fusées de demain et comptent bien révolutionner le transport spatial avec un vaisseau capable de battre des records de vitesse, de battre même la championne universelle de ce titre : la lumière. Leur secret ? Surfer sur une vague spatiale…

Enjeux / Objectifs

Le pari peut vous sembler fou et les ingénieurs planchant sur le projet en sont bien conscients. Pourtant, si on veut un jour atteindre les exoplanètesPlanète qui orbite autour d'une autre étoile que le Soleil. potentiellement habitables que l’on découvre tous les ans, une révolution du transport spatial s’impose. Imaginez qu’il faut près de 75 000 ans avec nos moyens actuels pour atteindre Proxima du Centaure, l’étoileEnorme boule d'hydrogène et d'hélium en fusion. Sa température de surface peut atteindre 40 000 degrés. Le Soleil est notre étoile. la plus proche de nous et plus de 350 000 ans pour atteindre Gliese 581 g (ci-dessous vue d'artiste), l’exoplanète la plus prometteuse.

Vue d'artiste de l'exoplanète
potentiellement habitable Gliese 581 g

Or subsiste un problème, et de taille. En effet, au début du siècle, Albert Einstein a démontré qu’aucune particuleComposant de la matière inférieur à la taille d'un atome. Les neutrons, protons et électrons sont des particules. de matière ne pouvait atteindre et encore moins dépasser la vitesse de la lumière, qui est de 300 000 km par seconde, même avec une énergie infinie. C’est une des lois fondamentales de la physique.

Avec leur vaisseau, Eagleworks annonce qu’on pourrait atteindre Proxima du Centaure en à peine deux semaines et la planète Gliese 581 g en juste deux ans. Les implications de ces découvertes seraient énormes : nous pourrions enfin sortir du système solaire et visiter les planètes où vit peut-être une autre civilisation.

Alors comment les ingénieurs d’Eagleworks, pourtant des spécialistes de physique, vont-ils s’y prendre pour relever ce pari fou ?

Fonctionnement

« Nous voulons aller très vite, tout en respectant le 11ème commandement: Tu ne dois pas dépasser la vitesse de la lumière. » Voilà comment Harnold White, fondateur du laboratoire de recherche, résume l’enjeu de son projet.

Posons un principe extrêmement simple, aucun vaisseau ne se déplacera jamais plus vite que la lumière. Par contre, l’espace dans lequel celui-ci évolue peut se dilater ou se contracter à des allures extrêmement rapides, et ça les physiciens en sont sûrs. La meilleure preuve c’est que ça s’est déjà produit. Au moment du Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années l’univers a multiplié son volume par cent en un centième de trillionième de trillonième de seconde, de quoi rendre ridicule la vitesse de la lumière…

L’idée des chercheurs se base sur ce principe : déformer l’espace localement de telle sorte que le vaisseau soit emmené avec lui, à la manière d’une vague entraînant un surfeur. Comment déclencher cette vague ? Pour bien comprendre, il faut revenir aux équations d’Einstein. En effet, il a démontré que l’espace et le temps dans lequel baigne toute la matière connue se déforme comme un drap sur lequel on poserait une boule de pétanque. L’espace malléable s’infléchit selon les « équations de la relativité générale » et ce sont ces mêmes équations qui permettraient au vaisseau de se déplacer.

Vous ne comprenez pas encore ? Ne vous inquiétez pas je vais préciser. En 1994, le physicien Miguel Alcubierre avait déjà imaginé ce mode de propulsion révolutionnaire. Le principe était simple : on gonfle (dilate) l’espace à l’arrière du vaisseau et on le contracte de la même ampleur à l’avant de façon à garder l’espace identique après le passage du vaisseau. Le vaisseau dilate l'espace à l'arrière, ce qui le pousse violemment vers l'avant. Et il contracte l'espace devant lui, ce qui diminue la distance à parcourir.

L'idée est de créer un vaisseau porté par une vague d'espace
dilaté (bosse à l'arrière) derrière et contracté devant (creux à
l'avant). Crédit : Richard Obousy Consulting &
Alex Szames Antigravite.

Pour ce nouveau mode de propulsion, il est donc indispensable de déformer l’espace. Mais comment faire ? Alcubierre a dressé le portrait de cette substance qui permettrait de modeler l’espace. Et résultat ? Cette matière ne ressemble à absolument rien de connu... En effet, la « matière exotique » comme l’appellent maintenant les physiciens, se repousserait au lieu de s’attirer comme la matière classique et engendrerait une forme d’antigravité. Rajoutons à cela qu’elle serait porteuse d’une énergie et d'une masse négative, ce qui est inconnu en physique…

Alors un pur délire ? Peut-être pas. Les physiciens connaissent en effet déjà cette substance qui pourrait expliquer la formidable inflation de l’univers au moment du Big Bang (voir plus haut). Le problème c’est qu’Alcubierre avait aussi calculé qu’il faudrait l’équivalent de la masse de Jupiter de cette matière exotique pour propulser un vaisseau spatial…

Les ingénieurs d’Eagleworks se sont penchés sur les travaux d’Alcubierre et sont revenus avec une bonne nouvelle. En incluant le vaisseau dans une bulle de distorsion de 10 mètres de diamètre et en disposant la matière exotique de façon bien précise, le vaisseau atteindrait 10 fois la vitesse de la lumière avec seulement 500 kilos de matière exotique.

Un prototype déjà en construction…

White a déjà commencé à fabriquer son « vaisseau-bulle ». Pour le moment, il ne s’agit que d’un dispositif de quelques centimètres qui permet de vérifier la validité du concept. Si White n’a pour le moment pas de matière exotique sous la main, il peut en simuler les effets grâce à l’effet Casimir. L’assemblage très rapproché de petites plaques métalliques permet en effet de simuler une énergie négative. Il a mis en place une expérience pour vérifier que cette énergie négative permettrait bien de contracter l’espace-temps.

Le projet semble très prometteur, tellement prometteur que le gouvernement américain a suspendu temporairement l’accès aux pages internet du projet. Difficile d’en savoir plus donc même si les physiciens restent sceptiques et doutent qu’Eagleworks arrivera à un résultat rapidement. La déformation de l’espace produite par l’expérience sera très faible et difficile à mettre en évidence. Quant à fabriquer une grosse bulle de 10 mètres de diamètre, on en est encore loin !

H. White fait preuve, lui, d’un grand optimisme et rappelle que la première réaction nucléaire contrôlée ne pouvait même pas alimenter une ampoule tandis qu’aujourd’hui elle permet d’éclairer toute une ville.

Sources :
Science et Vie Junior n°286 - Juillet 2013 - Article "Plus rapide que la lumière !"
NASA Starts Work on Real Life Star Trek Warp Drive - Gizmodo

le 21/06/2013 à 16h13min par Valentin G.