Les romans et les films de science-fiction regorgent d’idées lointaines, souvent comme tremplin vers une aventure pleine d’action plutôt que comme une tentative sérieuse de prédire les tendances futures de la science ou de la technologie. Certaines des métaphores les plus courantes, telles que l’accélération d’un vaisseau spatial à des vitesses fantastiques en quelques secondes sans écraser les passagers, sont tout simplement impossibles selon les lois de la physique telles que nous les comprenons. Cependant, ces mêmes lois semblent autoriser d’autres concepts de science-fiction apparemment farfelus, des trous de ver aux univers parallèles. Voici un résumé de certaines des idées de science-fiction qui peuvent être réalisées – en théorie, du moins.
trous de ver
L’idée d’un trou de ver – un raccourci à travers l’espace qui permet un voyage presque instantané entre des parties éloignées de l’univers – sonne comme si elle avait été créée comme un pilote de conte de fées. Mais sous le nom plus formel du pont Einstein-Rosen, le concept existait en tant que concept théorique sérieux bien avant que les écrivains de science-fiction ne l’obtiennent. sortir de Albert Einstein‘s Théorie générale de la relativitéque tu vois la gravité Comme une distorsion de l’espace-temps causée par des objets massifs. En collaboration avec le physicien Nathan Rosen, Einstein a développé une théorie en 1935 suggérant l’existence d’une attraction gravitationnelle extrêmement forte, telle que trous noirs, peuvent être directement liés les uns aux autres. Ainsi est née l’idée des trous de ver.
Les forces entourant un trou noir détruiraient quiconque s’en approchait. L’idée d’un voyage dans un trou de ver n’a donc été sérieusement envisagée que dans les années 1980, lorsque l’astrophysicien Carl Sagan a décidé d’écrire un roman de science-fiction. Selon BBCSagan a encouragé son collègue physicien Kip Thorne à concevoir un moyen réalisable de parcourir des distances interstellaires en un tournemain. Thorne a dûment conçu une méthode – possible en théorie, mais hautement improbable en pratique – selon laquelle les humains pourraient effectuer un voyage interstellaire en traversant un trou de ver indemne. Le résultat a trouvé sa place dans le roman de Sagan.Appel(Simon et Schuster : 1985) qui a ensuite été adapté en film avec Jodie Foster dans le rôle principal.
Bien qu’il soit hautement improbable que les trous de ver deviennent un moyen de transport simple et pratique représenté dans les films, les scientifiques ont maintenant trouvé plus de Une méthode viable pour construire un trou de ver De la suggestion originale de Thorne. Il est également possible que si des trous de ver existent réellement dans l’univers, leur emplacement puisse être déterminé à l’aide de la nouvelle génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles.
lecteur de chaîne
La condition préalable à la plupart des histoires d’aventure spatiale 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 en utilisant un vaisseau spatial conventionnel. Il y a la grande quantité de carburant nécessaire, les effets écrasants de l’accélération et le fait que l’univers a Limite de vitesse strictement imposée. C’est la vitesse à laquelle la lumière voyage – exactement une vitesse Année-lumière par an, ce qui n’est pas du tout rapide dans le contexte cosmique. Proxima Centauri, la deuxième étoile la plus proche de la Terre, est à 4,2 années-lumière du Soleil, tandis que le Centre Galactique est à 27 000 années-lumière.
Heureusement, il y a une faille dans la limite de vitesse cosmique : elle ne détermine que la vitesse maximale à laquelle nous pouvons voyager à travers l’espace. Comme Einstein l’a expliqué, l’espace lui-même peut être déformé, donc peut-être que l’espace autour du navire pourrait être manipulé d’une manière qui subvertit les limites de vitesse. Un vaisseau spatial voyagerait toujours dans l’espace environnant à une vitesse inférieure à la vitesse de la lumière, mais l’espace lui-même se déplacerait plus rapidement que cela.
C’est ce que les écrivains de Star Trek avaient en tête lorsqu’ils ont proposé le concept du « Warp Engine » dans les années 1960. Mais pour eux, ce n’était qu’une affirmation plausible, pas de la vraie physique. Ce n’est qu’en 1994 que le théoricien Miguel Alcubierre a trouvé une solution aux équations d’Einstein qui a produit le véritable effet de distorsion, le site frère de Live Science. Rapporté par Space.com, rétrécissant l’espace devant le vaisseau spatial et l’étendant vers la poupe. Tout d’abord, la solution d’Alcubierre n’était pas moins inventive que le trou de ver passable de Thorne, mais les scientifiques tentent de l’améliorer dans l’espoir qu’elle sera un jour pratique.
voyage à travers le temps
Le concept de machine à remonter le temps est l’un des plus grands dispositifs d’intrigue de la 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 propre machine à remonter le temps si Marty ne lui avait pas rendu visite à l’avenir en utilisant la même machine ? En raison de paradoxes comme ceux-ci, beaucoup de gens supposent que le voyage dans le temps devrait être impossible dans le monde réel – cependant, selon les lois de la physique, ça peut vraiment arriver.
Tout comme pour les trous de ver et les courbures de l’espace, la physique qui nous dit que le voyage dans le temps est possible vient de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Cela traite l’espace et le temps comme faisant partie de la même chaîne « espace-temps », dans laquelle les deux sont inextricablement liés. Tout comme nous parlons de déformer l’espace avec un trou de ver ou un lecteur de distorsion, le temps peut également être déformé. Parfois, il peut devenir si déformé qu’il se replie sur lui-même, dans ce que les chercheurs appellent « courbe fermée dans le temps– bien qu’on puisse l’appeler avec précision une machine à remonter le temps.
Une conception conceptuelle de cette machine à remonter le temps a été publiée en 1974 par le physicien Frank Tipler, selon le physicien David Lewis Anderson, qui décrit les recherches sur Institut AndersonUn laboratoire de recherche privé. Appelé le cylindre Tipler, il doit être grand – au moins 60 miles (97 kilomètres) de long, selon Humble – et extrêmement dense, avec une masse totale comparable à celle du Soleil. Pour le faire fonctionner comme une machine à remonter le temps, le cylindre devrait tourner assez vite pour déformer l’espace-temps au point où le temps se replie sur lui-même. Cela peut ne pas sembler aussi simple que d’installer un condensateur de flux DeLorean, mais cela a l’avantage de vraiment fonctionner – sur le papier, du moins.
transfert instantané
L’exemple original de téléportation de science-fiction est « Star Trek »« Le transporteur, 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 très différente de toute autre forme de téléportation : au lieu que le voyageur se déplace dans l’espace du point de départ à la destination, la téléportation entraîne la création d’une réplique à destination tandis que l’original est détruit. En ces termes – et au niveau des particules subatomiques plutôt que des humains – la téléportation est en effet possible, selon IBM.
Le processus du monde réel est appelé téléportation quantique. Ce processus copie l’état quantique exact d’une particule, comme un photon, vers une autre particule qui peut se trouver à des centaines de kilomètres. La téléportation quantique détruit l’état quantique du premier photon, il semble donc que le photon ait été téléporté par magie d’un endroit à un autre. L’arnaque est basée sur ce qu’Einstein a appelé « un travail effrayant à distance », mais est plus officiellement connue sous le nom de Intrication quantique. Si le photon à « téléporter » est en contact avec l’un d’une paire de photons intriqués et que la mesure d’état résultante est envoyée à l’extrémité réceptrice – où se trouve l’autre photon intriqué – alors le dernier photon peut être déplacé vers le même état comme le photon téléporté.
C’est un processus complexe, même pour un seul photon, et il n’y a aucun moyen qu’il puisse évoluer jusqu’au type de système de téléportation vu dans « Star Trek ». Cependant, la téléportation quantique l’a bien Applications importantes Dans le monde réel, comme les communications résistantes au piratage et l’informatique quantique ultra-rapide.
univers parallèles
L’univers est tout ce que nos télescopes nous révèlent – tous les milliards de galaxies s’étendent vers l’extérieur depuis le Big Bang. Mais est-ce tout ce qu’il y a à faire ? La théorie dit peut-être pas : il peut y avoir tout multivers des univers là-bas. L’idée d' »univers parallèles » est un autre sujet de science-fiction familier, mais lorsqu’il est représenté à l’écran, il ne diffère généralement du nôtre que par des détails mineurs. Mais la réalité peut être bien plus étrange que cela, car les paramètres de base de la physique dans un univers parallèle – tels que la force de gravité ou les forces nucléaires – diffèrent des nôtres. Une représentation classique d’un univers vraiment différent de ce genre, et des créatures qui l’habitent, est le roman d’Isaac Asimov « Les dieux eux-mêmes ».« (jour double: 1972).
La clé de la compréhension moderne des univers parallèles est le concept d' »inflation éternelle ». Cela dépeint le tissu de l’espace infini dans un état d’expansion constante et incroyablement rapide. De temps en temps, une tache dans cet espace – une grande explosion autonome – sort de l’expansion générale et commence à croître à un rythme plus calme, permettant à des objets physiques 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 en exister d’innombrables autres.
Comme dans l’histoire d’Asimov, ces univers parallèles peuvent avoir des paramètres physiques très différents des nôtres. Les scientifiques pensaient à un moment donné que seuls les univers avec à peu près les mêmes paramètres que le nôtre pouvaient supporter la vie, mais des études récentes suggèrent que la situation n’est peut-être pas aussi limitée que celle-ci, Science en direct signalée précédemment. Il y a donc de l’espoir pour les extraterrestres d’Asimov jusqu’à présent – bien que non contactés, comme cela se produit dans le roman. Cependant, les effets d’autres univers peuvent nous être détectables par d’autres moyens. Il a même été suggéré que le mystérieux « point froid » dans le fond cosmique des micro-ondes est la cicatrice d’une collision avec un univers parallèle, a écrit Evan Baldry, professeur d’astrophysique à l’Université John Moores de Liverpool au Royaume-Uni. Conversation.
Publié à l’origine sur Live Science.