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La science derrière la science-fiction

Pour les amateurs de Star Trek et de science-fiction, lisez ces brèves explications sur des concepts fréquemment rencontrés dans la littérature de science-fiction.

 

bulletLes trous de ver
bulletLe voyage dans le temps
bulletLe moteur supraluminaire «warp» (ou warp drive)

 

Les trous de ver

Un trou de ver, qu'est-ce que c'est? Essentiellement, il s'agit d'une sorte de «tunnel» qui relie deux points de l'espace-temps. En passant par l'une des deux extrémités d'un tel tunnel, on aboutit directement à l'autre extrémité tu tunnel. Notons en passant que, comme il s'agit de deux points de l'espace-temps, on peut aboutir à une toute autre époque, réalisant ainsi une autre «prédiction» de la science-fiction: le voyage dans le temps. Mais comment, physiquement, se présente un trou de ver?

 

Essentiellement, aux extrémités d'un trou de ver, l'espace-temps doit être sévèrement incurvé (voir figure). Les seuls phénomènes connus capables de générer de telles forces gravitationnelles sont les trous noirs. Cependant, le seul type de trou noir capable de «supporter» un trou de ver est un trou noir appelé «trou noir de Kerr», soit un trou noir dynamique, ou en rotation. La singularité au centre d'un tel trou noir est en forme d'anneau, permettant de passer au centre de l'anneau et ainsi d'entrer dans un trou de ver. Cependant, il existe d'intenses forces gravitationnelles, appelées forces de marée, à l'extérieur d'un trou noir dont la puissance est suffisante pour déchiqueter un être humain debout, seulement par la différence de gravité entre les pieds et la tête. Un vaisseau spatial ne pourrait donc vraisemblablement pas survivre à proximité d'un trou noir, et n'arriverait jamais à l'entrée d'un trou de ver de toute façon...

 

Le voyage dans le temps

Depuis Albert Einstein, on sait que la vitesse maximale de tout voyage interstellaire est la vitesse de la lumière, soit environ 300 000 km/s. La physique de la relativité restreinte prédit également que, plus on approche de la vitesse de la lumière, plus la masse de notre «vaisseau» augmente, et donc, plus il est difficile d'accélérer. De plus, tout objet possédant une masse non nulle (à peu près tout sauf des particules comme des photons), il est impossible d'atteindre la vitesse de la lumière, les quantités d'énergie nécessaires étant colossales.

 

Cependant, les équations de la relativité sont symétriques: en d'autres termes, si on parvenait, par des moyens qu'on ne peut aujourd'hui imaginer, à dépasser la vitesse de la lumière, on voyagerait maintenant vers le passé. Évidemment, les difficultés pratiques d'une telle réalisation sont trop nombreuses pour les énumérer ici, mais mentionnons seulement celle-ci: toutes les expériences confirment la théorie d'Einstein, à savoir que la vitesse de la lumière est un maximum absolu, qu'on ne peut jamais atteindre et encore moins dépasser.

 

Le warp drive

Tous les amateurs de Star Trek connaissent le fameux Warp Drive, qui permet de voyager à des vitesses grandement supérieures à la lumière. C'est pratiquement une condition sine qua non pour tout univers de science-fiction, car à la vitesse de la lumière, tous les acteurs seraient morts avant d'atteindre l'étoile la plus proche. Ainsi, Gene Roddenbery (le créateur de Star Trek) a inventé le warp drive. Voici comment il fonctionne.

 

Le vaisseau (appelons-le Enterprise, tant qu'à y être), génère un intense champ gravitationnel qui, au devant du vaisseau, sert à comprimer l'espace. Cette compression de l'espace-temps est en effet une des prédictions de la relativité restreinte. De même, un tel champ mais inversé dilate l'espace à l'arrière du vaisseau, créant ainsi une poussée qui propulse le vaisseau vers l'avant. En supposant que l'Enterprise voyage près de la vitesse de la lumière, elle peut alors, à l'aide d'un tel moteur, atteindre des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière, ou vitesses warp (en passant, Warp One est la vitesse de la lumière, Warp Two signifie deux fois la vitesse de la lumière, et ainsi de suite).

 

Alors, tout va bien dans le monde de Kirk? Pas tout à fait. Voyez-vous, l'énergie requise pour générer un tel champ serait supérieure à toute l'énergie contenue dans tout l'Univers... tant pis!
 

Page Web créée par Bruno Navert

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Dernière modification: 12 avril, 2003