Avec une population d’environ 7 milliards d’individus, le travail du père Noël est colossal : délivrer les cadeaux à tous les habitants de la planète durant la nuit de Noël. Alors comment fait-il pour parcourir la totalité du monde en quelques heures et remplir ses objectifs nocturnes en contentant toutes les personnes sur sa liste ?
Selon Wikipédia, et en extrapolant la croissance de la population depuis la date de l’étude en se basant sur les données statistiques fournies par l’Observatoire des Nations-Unies, il existe environ 1.6 milliard d’habitations dans le monde.
La Terre possédant environ 65 millions de km² de surface habitable, la distance moyenne entre deux habitations est d’environ 0.33 km. Il est estimé que sur ces 1.6 milliard de foyers, approximativement 500 millions célèbrent Noël (en se basant sur des statistiques recueillies aux États-Unis, en Asie et en Europe).
Toutefois, le père Noël ne dispose que d’un temps limité pour parcourir tous ces foyers. En commençant d’un côté de la ligne de changement de date (Russie) au coucher du Soleil et en terminant de l’autre côté (Alaska) au lever du Soleil, il dispose au moins de l’avantage d’être proche du solstice d’hiver, lui conférant ainsi un peu de temps supplémentaire dans l’hémisphère nord.
Les contraintes imposées au père Noël
En raison des fuseaux horaires, de la ligne de changement de date et des variations des heures de lever et de coucher du soleil entre les lieux et les latitudes, le père Noël dispose d’un maximum de 42 heures pour toucher ce demi-milliard de ménages. En peu de temps, le père Noël doit accomplir les tâches suivantes :
- voyager d’une maison à l’autre, avec une distance moyenne de 0.33 km
- garer son traîneau et entrer dans la maison sans se faire détecter
- délivrer tous les cadeaux
- manger les éventuels gâteaux laissés pour lui
- quitter la maison, regagner son traîneau et repartir pour la maison suivante
Accomplir l’ensemble de ces tâches 500 millions de fois en 42 heures pose donc un sérieux challenge pour une seule personne. Cela ne laisse au père Noël que 300 microsecondes pour accomplir la totalité de ces tâches dans chaque maison. Pour un humain tout à fait ordinaire disposant d’une technologie conventionnelle, cela serait impossible, mais le père Noël dispose d’une technologie bien plus avancée.
Voyage entre les maisons : comment survivre aux vitesses et accélérations ?
Pour se déplacer entre chaque maison sur une distance de 0.33 km en 150 microsecondes (la moitié du temps dont il dispose par foyer), il devrait voyager à une vitesse de 2200 km/s, soit bien inférieure aux limites imposées par la relativité. Cela représente moins d’1% de la vitesse de la lumière et est bien plus lent que les particules produites dans les accélérateurs ou par le Soleil.
À cette vitesse, la friction du traîneau avec les molécules de l’atmosphère pose le problème de la chaleur. À 2200 km/s, le traîneau devrait dissiper quelques milliards de milliards de joules de chaleur par seconde de voyage. Sans protection, le père Noël et ses rennes finiraient totalement vaporisés, presque instantanément.
Pour contourner cet obstacle, il pourrait posséder un bouclier thermique, mais le traîneau étant traditionnellement censé être ouvert, cela est difficilement réalisable. L’autre solution pourrait être une structure aérodynamiquement avancée évacuant la quasi totalité de l’air devant lui, laissant juste assez d’oxygène au père Noël pour respirer.
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Les accélérations en jeu sont également problématiques. Passer de 0 à 100 km/h en un dixième de seconde conduirait à une accélération de 27 g (1 g étant l’accélération de la pesanteur à la surface de la Terre). Dans son cas, pour passer de 0 à 2200 km/s en 150 microsecondes, le père Noël subirait une accélération d’environ 1.5 milliard de g. L’accélération et la décélération entre chaque toit seraient donc catastrophiques sur des périodes de temps aussi brèves.
Cette vidéo présente les tests d’endurance effectués grâce à des fusées-rail et leurs effets sur les participants :
Entrer et sortir des maisons tout en conservant son énergie
Pour entrer et sortir des maisons sans se faire repérer, le père Noël peut compter sur la mécanique quantique. L’effet de tunnel quantique est le processus par lequel un système quantique a une certaine probabilité de passer de l’autre côté d’une barrière de potentiel sans nécessairement en avoir l’énergie ; la probabilité de réaliser l’effet tunnel étant contenue dans sa fonction d’onde. De la même manière, notre personnage pourrait avoir réussi a suffisamment maîtriser ce phénomène à l’échelle macroscopique pour traverser les murs.
En estimant que le père Noël doit délivrer environ 2 kg de cadeaux dans chaque maison, cela s’ajoute aux 1 million de tonnes du traîneau rempli au complet. Cela représente environ 4000 fois la capacité de charge du plus grand avion cargo du monde : l’Antonov An-255, l’avion qui était chargé de transporter la navette spatiale.
Le propergol des fusées est à la fois cher et inefficace ; seul 0.001% de la masse du propergol est converti en énergie. Mais dans le cas où le père Noël et ses rennes pourraient transformer les cookies et le lait en pure énergie via l’équivalence E = mc², alors un seul cookie serait suffisant pour propulser l’ensemble d’une maison à l’autre, car E = mc² est 100% efficace.