Ces derniers temps, dans quelque article de presse (comme ici ou ici) la nouvelle que la NASA serait en train de travailler sur un moteur « WARP » qui permettrait de voyager plus vite que la lumière. Lo spunto iniziale viene da un articolo pubblicato nel 1994 da Miguel Alcubierre sulla nota (nell’ambiente dei relativisti) rivista L’idée initiale vient d’un article publié en 1994 par Miguel Alcubierre sur la très connue (parmi les rélativistes) revue Classical and and Quantum Gravity. Dans cet article, que nous n’analyserons pas dans les détails ici car extrêmement technique, l’auteur discute de la possibilité pour un vaisseau spatial de voyager à des vitesses « arbitrairement grandes ». En fait, selon l’auteur on pourrait contourner la limite de la vitesse de la lumière dans le vide.
L’idée sur laquelle ce moteur se base est de déformer l’espace-temps devant et derrière le vaisseau spatial, de l’étirer derrière et de le replier devant lui. De cette façon, la propagation de la lumière elle-même est affectée par cette déformation de telle sorte que la limite relativiste est préservée pour les observateurs. D’autre part, la théorie de la relativité empêche l’échange des signaux, et donc des informations, à vitesses supraluminiques, mais n’empêche pas l’espace-temps lui-même de s’expandre à des vitesses supérieures à c. En d’autres termes, c’est celui qui se déplace dans l’espace-temps qui ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière mais l’espace-temps, lui il n’a pas cette limite.
Si au moyen d’un dispositif nous pouvions contracter l’espace-temps devant le navire et le dilater derrière en une sorte de coquille sphérique, alors que le navire reste dans une bulle d’espace-temps non déformée, nous pourrions aller vers un point de destination à une vitesse arbitraire parce que la contraction / expansion de l’espace-temps n’est pas soumise à la limite de c. C’est comme si au lieu d’aller plus vite, nous réduisions la distance à parcourir. De cette façon, le temps passé à voyager est également réduit pour un observateur extérieur à l’astronef.
Cependant, il ne sera pas facile d’y parvenir et ce ne sera probablement même pas possible. L’article affirme bien que afin de créer une perturbation dans l’espace-temps utilisable par un engin spatial il est nécessaire l’existence d’un type particulier de matière, que l’auteur Miguel Alcubierre appelle « exotique » car elle aurait une densité négative pour l’observateur en mouvement. Cela suffit selon certains chercheurs pour exclure la faisabilité des moteurs WARP.
Essayons d’expliquer de façon la plus simple possible le concept de « matière exotique ».
Dans l’article de M. Alcubierre, il est montré que la métrique (à laquelle est liée la distorsion de l’espace-temps) nécessaire à voyager à vitesse WARP présente un problème très sérieux. En fait, il viole les trois « conditions sur l’énergie » (= densité de la matière,
=pression):
- I condition (faible). La densité de la matière dans le futur de chaque observateur est toujours non négative
- II condition (dominante). En plus de la condition précédente, pour chaque observateur, la masse et l’énergie ne peuvent jamais être vues se déplacer à des vitesses supraluminiques. En formules:
- III condition (forte). C’est une condition difficile à traduire en mots, on peut dire que c’est lié aux forces de marée et qu’un même observateur doit vérifier les relations :
Ces trois conditions sont des conditions très générales et, en principe, elles doivent être satisfaites par toute théorie de la matière qui soit raisonnable. Il existe, certes, des situations où la troisième condition est violée du moins d’un point de vue théorique, mais on ne sait pas si cela est physiquement possible. De toute manière, il est certain que ces violations impliquent l’abandon du régime classique de la relativité et nécessitent une théorie alternative.
Or, si vous appliquez la transformation requise (à savoir, la métrique d’Alcubierre) à l’espace-temps, on trouve que pour les observateurs les densités de la matière et de l’énergie sont définies négatives violant ainsi les trois conditions à la fois. Cela signifie que cette métrique impliquerait l’existence d’une matière aux propriétés très étranges et pas vraiment raisonnables, rendant ainsi la réalisation pratique d’un tel dispositif au moins difficile, pour ainsi dire.
L’auteur laisse cependant une petite espoir, remarquant que la théorie quantique des champs permet d’avoir, dans certaines conditions particulières, des régions limitées ayant une densité d’énergie négative.
(Ceux qui ont une formation solide en physique pourront consulter l’article de Miguel Alcubierre ici).
Cette publication est également disponible en it_IT.