On spécule sur des technosignatures de civilisations E.T. depuis au moins le programme Seti avec l'essor de la radioastronomie. La naissance de l'astronomie gravitationnelle conduit-elle à de nouvelles possibilités à cet égard ?
au sommaire
Nous avons hérité de la seconde moitié du XXe siècle au moins deux rêves, celui de trouver des traces d'une vie extraterrestre technologiquement plus avancée que celle de notre noosphère et celui de pouvoir voyager d'un point à un autre de notre Voie lactée en moins de temps qu'une vie humaine.
Dans le premier cas, c'est sans aucun doute la détection d'une technosignature qui serait l'événement marquant, par exemple des signes de terraformation avec le télescope spatial James-Webb. Dans le second cas, il faudrait que l'Univers rende possible et sans difficulté l'ouverture de trous de ver traversables, comme dans le film Interstellar, ou encore la pratique de ce qui est connu sous le nom de Warp Drive et plus précisément de la propulsion Alcubierre qui permettrait de se déplacer plus vite que la lumière sans violer les lois de la théorie de la relativité générale d'EinsteinEinstein.
Rappelons que l'idée d'une propulsion transluminique scientifique de type Warp Drive est apparue dans les recherches initiées en 1994 par le physicienphysicien mexicain Miguel Alcubierre qui sont toujours considérées comme sérieuses par la communauté scientifique. Malheureusement, les calculs avancés il y a plusieurs décennies indiquaient que pour avoir l'accès aux étoiles, sans même considérer précisément comment construire un moteur Warp Drive comme celui présenté dans le magnifique court-métrage de SF (voir plus bas), il fallait auparavant contourner ou éliminer un redoutable obstacle théorique.
Miguel Alcubierre il y a plus d'une décennie. © CC by-sa 2.0, José Gnudista
Une propulsion transluminique mais avec une énergie exotique négative ?
Pour fonctionner, le moteur doit déformer l'espace-tempsespace-temps autour de lui afin de profiter du fait que si la vitessevitesse des déplacements des particules dans l'espace-temps ne peut dépasser la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière, il n'en est pas de même lorsque l'on dilate ou compresse le tissu élastique de l'espace-temps, ce qui permet donc aux particules qu'il porteporte de s'éloigner les unes des autres, en théorie à des vitesses arbitrairement élevées. Toutefois, un moteur Warp Drive doit pour cela utiliser une énergieénergie dite exotiqueexotique qui se comporte via des effets quantiques comme s'il s'agissait d'une énergie négative. Mais rien que créer une bulle de seulement 100 mètres de diamètre entourant un vaisseau nécessiterait une quantité d'énergie négative dont la massemasse serait très élevéé.
Les premiers calculs suggéraient qu'elle soit des milliards de milliards de fois supérieure à celle de notre Voie lactée qui contient des centaines de milliards d'étoiles. L'estimation a fortement baissé depuis, mais tout cela reste toujours très hypothétique et on ne sait pas très bien non plus comment fabriquer l'énergie négative nécessaire, en supposant que ce soit possible (on retrouve les mêmes problèmes pour ouvrir un trou de ver traversable). Certains travaux suggèrent également que l'on pourrait faire du Warp Drive sans énergie négative.
Le Warp Drive d'un futur de rêve. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Dust
Remarquablement, une collaboration entre des physiciens de l'université Queen Mary de Londres, de l'université de Potsdam, de l'Institut Max-PlanckPlanck (MPI) de physiquephysique gravitationnelle de Potsdam et de l'université de Cardiff (Royaume-Uni) a réussi à calculer la forme d'un signal sous forme d'ondes gravitationnellesondes gravitationnelles associée à la propulsion Alcubierre. On peut voir leurs conclusions dans un article publié dans Open Journal of Astrophysics, et que l'on peut trouver en accès libre sur arXiv.
Pour être précis, et comme ils l'expliquent aussi dans un communiqué de l'université Queen Mary, les chercheurs ont exploré les conséquences théoriques d'une « défaillance du confinement » de la propulsion à distorsion (Warp drive)) à l'aide de simulations numériquessimulations numériques.
Katy Clough de l'université Queen Mary de Londres et première auteure de l'étude, explique que « même si les propulsions à distorsion sont purement théoriques, elles ont une description bien définie dans la théorie de la relativité générale d'Einstein, et les simulations numériques nous permettent donc d'explorer l'impact qu'elles pourraient avoir sur l'espace-temps sous la forme d'ondes gravitationnelles ».
Son collègue et co-auteur Sebastian Khan, de l'École de physique et d'astronomie de l'université de Cardiff, rappelle également que « Miguel Alcubierre a créé la première solution de propulsion à distorsion lors de son doctorat à l'université de Cardiff en 1994, et a ensuite travaillé au MPI de Potsdam. Il est donc tout naturel que nous poursuivions la tradition de la recherche sur la propulsion à distorsion à l'ère de l'astronomie des ondes gravitationnelles ».
Des explications sur le Warp Drive dans une vidéo faite par des étudiants du célèbre MIT aux États-Unis. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © CC BY-NC-SA, MIT
Une bouffée d'ondes gravitationnelles à hautes fréquences
La simulation numérique du Warp Drive montre que la bulle produite en quelque sorte dans l'espace-temps du vaisseau avec une propulsion Alcubierre est donc susceptible de se dissiper en produisant une bouffée d'ondes gravitationnelles bien spécifiques qui pourrait être détectée par les détecteurs d’ondes gravitationnelles qui ciblent normalement les trous noirs et les fusions d’étoiles à neutrons.
Toutefois, des instruments comme Ligo et Virgo ne révéleraient pas ces bouffées car le spectrespectre du paquetpaquet d'ondes émis contient des fréquencesfréquences trop élevées. Elles pourraient cependant être mises en évidence par des détecteurs adaptés à ces fréquences, des détecteurs que nous devrions être en mesure de construire, selon les chercheurs.
Toujours est-il que selon Tim Dietrich, troisième auteur de l'article publié, « l'aspect le plus important de l'étude est la nouveauté de la modélisationmodélisation précise de la dynamique des espaces-temps à énergie négative et la possibilité d'étendre les techniques à des situations physiques qui peuvent nous aider à mieux comprendre l'évolution et l'origine de notre Univers, ou à éviter les singularités au centre des trous noirstrous noirs ».
Et Katy Clough de conclure : « Cela nous rappelle que les idées théoriques peuvent nous pousser à explorer l'Univers de nouvelle manière. Même si nous sommes sceptiques quant à la probabilité de voir quelque chose, je pense que c'est suffisamment intéressant pour valoir la peine d'être regardé ! ».
