Le futur de la propulsion spatiale

Si la science-fiction nous a montré bien des choses, pour la majorité elles ne sont pas réalisables dans la réalité. Pourtant, elles seraient bien pratiques pour nous déplacer dans les espaces infinis entre les galaxies. La propulsion spatiale en est à ses balbutiements et des projets toujours plus intéressant émergent de la sphère scientifique. Dans cet article, je vais vous présenter un moyen plutôt original de se mouvoir dans l’espace à des vitesses presqu’infinies ! Évidemment ce moyen de propulsion est purement théorique mais montre bien à quel point l’être humain peut apporter des solutions toujours plus avancées à des problèmes que l’on pourrait penser insolubles.

Alcubierre Drive

Du nom du physicien qui en énonça le principe, l’ « Alcubierre Drive » est un moyen théorique de propulsion spatiale qui utilise l’espace même. Il faut donc comprendre comment l’espace est représenté dans les théories modernes. Ce n’est nul autre qu’Einstein en personne qui apporte la version la plus complète à ce jour sur la nature de l’espace, d’après sa « Théorie de la Relativité Générale ». L’Espace est le contenant de toute la matière de notre univers. Comme tout contenant, c’est lui qui impose les limites et la trajectoires des objets qui le composent. Si l’on prend une route comme exemple, nous sommes obligés de suivre la route au risque de provoquer un accident. Ainsi la structure de l’espace dicte à la matière comment se déplacer, mais à l’inverse, la matière va étirer l’espace. Un peu à la manière d’une bille sur un drap tendu, l’Espace se tord en fonction du poids des objets qu’il contient.

métrique 2D de l’espace avec un corps massif

Cette équation fait intervenir ce qu’on appelle des tenseurs, objets mathématiques qui permettent, dans le cas présent, d’étudier la déformation de l’espace. Ce qu’il faut retenir c’est que les termes à gauche de l’équation décrivent la topologie de l’espace, c’est-à-dire sa forme, et à droite, ils décrivent l’énergie de la matière dans cette espace.

On observe ainsi une interdépendance entre masse et espace. Ainsi, théoriquement, en jouant sur la masse, on fait varier l’Espace (Attention, il est à noter que le terme « Espace » fait ici plus référence à la métrique de l’univers autour, le maillage sur l’animation). C’est ce qu’a fait Miguel Alcubierre, il a trouvé une solution aux équations d’Einstein qui permet de déformer l’espace de sorte à créer une vague d’espace sur laquelle le vaisseau spatial pourrait évoluer. En contractant l’espace devant nous, les équations prédisent une expansion de l’espace derrière, ce qui nous permettrait de pousser le vaisseau occupant cet espace. Cette contraction ainsi que l’expansion de l’espace permettraient de se déplacer plus vite que la lumière mais requièrent des composants plutôt exotiques…

Les limites

D’après la métrique (équations de l’espace-temps d’Alcubierre) d’Alcubierre, pour générer de telles formes, il faudrait ce que l’on appelle « la matière exotique ». Un concept théorisé pour expliquer la masse anormale des galaxies. Malheureusement cette matière n’a pas encore été détectée et les physiciens ont des doutes quant à son existence réelle mais elle permettrait d’obtenir la densité d’énergie négative nécessaire à la formation de cette topologie peu commune de l’espace. De plus, certains chercheurs pensent que les conditions au sein de ce « creux d’espace » seraient beaucoup trop compliquées à gérer. Le vaisseau serait soumis à des contraintes jamais vues et comme ce concept est très théorique, très peu, voire aucunes expériences ne sont possibles. La communauté scientifique est partagée sur cette idée de « Warp Drive » comme utilisée dans les films de sciences fictions. Il y a, d’un côté, les enthousiastes qui contribuent à faire évoluer la théorie derrière le concept et, de l’autre, les sceptiques qui essaient de montrer que la métrique d’Alcubierre n’est qu’un artifice mathématique. Des deux côtés les arguments se valent et nous ne pouvons enlever à l’Alcubierre Drive sa complexité de réalisation. Il est évident que de nos jours, la science mécanique n’est pas assez avancée pour réaliser un moteur fonctionnant sur ce principe, mais la science théorique permet d’envisager les moyens d’aller toujours plus loin dans l’univers et de repousser les limites du possible…

Bibliographie et articles relatifs au sujet qui peuvent vous intéresser :

• Site sur la relativité d'Einstein et les équations en résultant sur différents cas d'étude : https://www.relativite.info/RG.htm

• Site internet sur la matière noire exotique et ses candidats : https://www.astronomes.com/univers/matiere-noire-exotique/