5 concepts de science-fiction possibles (en théorie) › Geeky News

Les romans et les films de science-fiction regorgent d’idées farfelues, le plus souvent comme tremplin pour une aventure pleine d’action plutôt que comme une tentative sérieuse de prédire les tendances futures de la science ou de la technologie. Certains des tropes les plus courants, comme accélérer un vaisseau spatial à des vitesses fantastiques en quelques secondes sans écraser les occupants, sont tout simplement impossibles selon les lois de la physique telles que nous les comprenons. Pourtant, ces mêmes lois semblent autoriser d’autres concepts de science-fiction apparemment invraisemblables, des trous de ver aux univers parallèles. Voici un aperçu de certaines des idées de science-fiction qui pourraient réellement être faites, du moins en théorie.

Trous de ver

Voyager à travers un trou de ver peut être possible dans certaines conditions de gravité. (Crédit image : Shutterstock)

L’idée d’un trou de ver, un raccourci à travers l’espace qui permet un voyage quasi instantané entre des parties éloignées de l’univers, semble avoir été créée en tant que chef d’orchestre fictif. Mais sous son nom plus formel de pont Einstein-Rosen, le concept existait en tant que concept théorique sérieux bien avant que les auteurs de science-fiction ne s’en emparent. Il vient de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein, qui voit la gravité comme une distorsion de l’espace-temps causée par des objets massifs. En collaboration avec le physicien Nathan Rosen, Einstein a théorisé en 1935 que des points de gravité extrêmement forts, tels que les trous noirs, pourraient être directement connectés les uns aux autres. Et c’est ainsi qu’est née l’idée des trous de ver.

Les forces autour d’un trou noir détruiraient quiconque s’en approchait, donc l’idée de voyager à travers un trou de ver n’a été sérieusement envisagée que dans les années 1980, lorsque l’astrophysicien Carl Sagan a décidé qu’il allait écrire. un roman de science-fiction. Selon la BBC, Sagan a encouragé son collègue physicien Kip Thorne à trouver un moyen viable de parcourir des distances interstellaires en un instant. Thorne a dûment conçu un moyen, possible en théorie, mais hautement improbable en pratique, que les humains puissent effectuer un voyage interstellaire en traversant un trou de ver indemne. Le résultat a trouvé sa place dans le roman « Contact » de Sagan (Simon et Schuster : 1985) qui a ensuite été adapté dans un film avec Jodie Foster dans le rôle-titre.

Alors qu’il est très peu probable que les trous de ver deviennent les méthodes de transport simples et pratiques décrites dans les films, les scientifiques ont maintenant trouvé un moyen plus viable de construire un trou de ver que la suggestion originale de Thorne. Il est également possible que si des trous de ver existent déjà dans l’univers, ils puissent être localisés à l’aide de la nouvelle génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles.

Moteur de chaîne

En théorie, il est possible de voyager plus vite que la vitesse de la lumière si vous manipulez l’espace autour du vaisseau spatial. (Crédit image : EDUARD MUZHEVSKYI / SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)

Une condition préalable essentielle à la plupart des histoires d’aventures spatiales est la capacité d’aller de A à B beaucoup plus rapidement qu’aujourd’hui. Mis à part les trous de ver, il existe de nombreux obstacles pour y parvenir avec un vaisseau spatial conventionnel. Il y a l’énorme quantité de carburant nécessaire, les effets écrasants de l’accélération et le fait que l’univers a une limite de vitesse strictement imposée. C’est la vitesse à laquelle la lumière voyage, précisément une année-lumière par an, ce qui dans un contexte cosmique n’est pas très rapide du tout. Proxima Centauri, la deuxième étoile la plus proche de la Terre, est à 4,2 années-lumière du soleil, tandis que le centre de la galaxie est à 27 000 années-lumière.

Heureusement, il existe une faille dans la limite de vitesse cosmique : elle ne dicte 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 peut-être possible de manipuler l’espace autour d’un navire de telle sorte que la limite de vitesse soit renversée. Le vaisseau spatial voyagerait toujours dans l’espace environnant à une vitesse plus lente que celle de la lumière, mais l’espace lui-même se déplacerait plus vite que cela.

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 physique réelle. 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 d’élan de distorsion, a rapporté le site sœur de Live Science Space.com, effondrant l’espace devant un vaisseau spatial et l’étendant vers le sol. arrière. La solution d’Alcubierre n’était pas moins artificielle que le trou de ver traversable de Thorne pour commencer, mais les scientifiques essaient de l’affiner dans l’espoir qu’elle sera un jour pratique.

Voyage dans le temps

La théorie de la relativité générale montre que le voyage dans le temps est possible. (Crédit image : Shutterstock)

Le concept de machine à remonter le temps est l’un des grands dispositifs de l’intrigue de science-fiction, permettant aux personnages de revenir en arrière et de changer le cours de l’histoire, pour le meilleur ou pour le pire. Mais cela soulève inévitablement des paradoxes logiques. Dans « Retour vers le futur », par exemple, Doc aurait-il construit sa machine à remonter le temps s’il n’avait pas reçu la visite du futur Marty utilisant cette même machine ? En raison de paradoxes comme ceux-ci, de nombreuses personnes supposent que le voyage dans le temps doit être impossible dans le monde réel, et pourtant, selon les lois de la physique, cela peut réellement arriver.

Comme pour les trous de ver et les distorsions spatiales, la physique qui nous dit que le voyage dans le temps est possible vient de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Celui-ci traite l’espace et le temps comme faisant partie du même continuum « espace-temps », les deux étant inextricablement liés. Tout comme nous parlons de déformer l’espace avec un trou de ver ou une unité de distorsion, le temps peut également être déformé. Il peut parfois devenir si déformé qu’il se replie sur lui-même, dans ce que les scientifiques appellent une «courbe fermée en forme de temps», bien qu’on puisse tout aussi bien l’appeler 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, selon le physicien David Lewis Anderson, qui décrit la recherche à l’Anderson Institute, un laboratoire de recherche privé. Appelé un cylindre Tipler, il doit être grand, au moins 60 miles de long, selon Humble, et extrêmement dense, avec une masse totale comparable à celle du soleil. Pour fonctionner comme une machine à remonter le temps, le cylindre doit tourner suffisamment vite pour déformer l’espace-temps au point où le temps s’inverse sur lui-même. Cela peut ne pas sembler aussi simple que d’installer un condensateur de flux dans une DeLorean, mais cela a l’avantage que cela fonctionnerait réellement, du moins sur le papier.

Téléportation

Exposition Star Trek The Adventure à Londres, 2002. Les émissions et les films de science-fiction utilisent la téléportation comme moyen facile de déplacer les gens vers de nouveaux endroits, mais la réalité est beaucoup plus limitée. (Crédit image: Scott Barbour / Personnel via Getty Images)

L’exemple archétypal de téléportation de science-fiction est le transporteur « Star Trek », qui, comme son nom l’indique, est simplement décrit comme un moyen pratique de transporter du personnel d’un endroit à un autre. Mais la téléportation est assez différente de toute autre forme de transport : au lieu que le voyageur se déplace dans l’espace du point de départ à la destination, la téléportation entraîne la création d’un duplicata exact à la destination tandis que l’original est détruit. Envisagée en ces termes, et au niveau des particules subatomiques plutôt que des êtres humains, la téléportation est en réalité possible, selon IBM.

Le processus du monde réel est appelé téléportation quantique. Ce processus copie l’état quantique précis d’une particule, comme un photon, vers une autre qui peut se trouver à des centaines de kilomètres. La téléportation quantique détruit l’état quantique du premier photon, il apparaît donc comme si le photon avait été transporté par magie d’un endroit à un autre. L’astuce est basée sur ce qu’Einstein a appelé « une action effrayante à distance », mais est plus formellement connue sous le nom d’intrication quantique. Si le photon à « téléporter » entre en contact avec l’un d’une paire de photons intriqués et qu’une mesure de l’état résultant est envoyée à l’extrémité réceptrice, où se trouve l’autre photon intriqué, le dernier photon peut être commuté dans le même état que le photon téléporté.

C’est un processus compliqué, même pour un seul photon, et il n’y a aucun moyen qu’il puisse s’adapter au type de système de transport instantané vu dans « Star Trek ». Pourtant, la téléportation quantique a d’importantes applications dans le monde réel, telles que les communications à l’épreuve des pirates et l’informatique quantique ultra-rapide.

Univers parallèles

Bulles d’univers dans un multivers qui se manifeste dans la conception de cet artiste. (Crédit image : Shutterstock)

L’univers est tout ce que nos télescopes nous révèlent : tous les milliards de galaxies qui s’étendent vers l’extérieur depuis le Big Bang. Mais est-ce tout ce qu’il y a ? La théorie dit peut-être pas : il pourrait y avoir tout un multivers d’univers là-bas. L’idée d' »univers parallèles » est un autre thème familier de la science-fiction, mais lorsqu’ils sont affichés à l’écran, ils ne diffèrent généralement de notre propre univers que par de petits détails. Mais la réalité peut être bien plus étrange que cela, puisque les paramètres de base de la physique dans un univers parallèle, tels que la force de gravité ou les forces nucléaires, diffèrent des nôtres. Un portrait classique d’un univers vraiment différent et des créatures qui y vivent est le roman d’Isaac Asimov « Les dieux eux-mêmes » (Doubleday : 1972).

La clé de la compréhension moderne des univers parallèles est le concept d’« inflation éternelle ». Cela représente la structure infinie de l’espace dans un état d’expansion perpétuelle et incroyablement rapide. Parfois, un point situé dans cet espace, un Big Bang autonome, sort de l’expansion générale et commence à croître à un rythme plus calme, permettant à des objets matériels tels que des étoiles et des galaxies de se former à l’intérieur. Selon cette théorie, notre univers est l’une de ces régions, mais il peut y en avoir bien d’autres.

Comme dans l’histoire d’Asimov, ces univers parallèles pourraient avoir des paramètres physiques complètement différents des nôtres. À un moment donné, les scientifiques pensaient que seuls les univers avec pratiquement les mêmes paramètres que le nôtre seraient capables de supporter la vie, mais des études récentes suggèrent que la situation n’est peut-être pas aussi restrictive que celle-ci, a rapporté Live Science précédemment. Il y a donc encore de l’espoir pour les extraterrestres d’Asimov, mais peut-être pas pour entrer en contact avec eux, comme c’est le cas dans le roman. Cependant, les traces d’autres univers pourraient nous être détectables par d’autres moyens. Le mystérieux « point froid » dans le fond cosmique micro-ondes a même été suggéré comme la cicatrice d’une collision avec un univers parallèle, a écrit Ivan Baldry, professeur d’astrophysique à l’Université John Moores de Liverpool au Royaume-Uni dans The Conversation.

Publié à l’origine sur Live Science.