Un moteur à distorsion, ou warp drive, permet (hypothétiquement) de déformer l’espace-temps afin de propulser un vaisseau spatial à des vitesses supraluminiques, c’est-à-dire plus vite que la vitesse de la lumière. Ce concept relève de la science-fiction, mais il s’agit tout de même d’une idée mathématiquement possible. Par ailleurs, un groupe de chercheurs a récemment créé un logiciel open source qui permet de concevoir des moteurs à distorsion théoriquement viables.
Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, l’espace-temps (structure de l’espace comprenant les trois dimensions spatiales et le temps) peut être déformé par la masse et l’énergie. Cette déformation influence la manière dont les objets se déplacent dans l’espace. Par ces modifications, un vaisseau spatial pourrait être capable de voyager vers sa destination plus rapidement que la lumière pourrait le faire dans un espace-temps non modifié.
En d’autres termes, un vaisseau warp drive ne fait pas que se déplacer dans l’espace, mais il distord l’espace-temps environnant pour augmenter sa vitesse relative. Le moteur à distorsion est ainsi fondé sur cette approche théorique. Récemment, Applied Physics, un groupe multidisciplinaire de scientifiques et d’ingénieurs internationaux, a développé un outil gratuit appelé Warp Factory dans le but d’accélérer la recherche dans le domaine.
En quoi consiste exactement Warp Factory ?
Concrètement, il s’agit d’un logiciel conçu pour aider les chercheurs qui tentent de faire des moteurs de distorsion une réalité. Il permet de simuler la manière dont l’espace-temps pourrait être manipulé ou déformé par ces moteurs hypothétiques en fournissant des estimations ainsi que des visualisations graphiques en 2D et 3D. Les résultats obtenus sont basés entre autres sur les équations de champ d’Einstein, qui décrivent comment la matière et l’énergie affectent la structure de l’espace-temps.
Le logiciel calcule également les conditions énergétiques nécessaires pour les configurations de distorsion. Autrement dit, il permet de comprendre les défis pratiques liés à la construction de tels moteurs. De plus, les chercheurs peuvent utiliser Warp Factory pour explorer un large éventail de métriques de distorsion, en particulier dans des situations où les calculs analytiques classiques ne suffiraient pas ou seraient inadaptés.
Permettre aux chercheurs du monde entier de modéliser facilement des moteurs à distorsion
Cet outil devrait ainsi permettre aux chercheurs du monde entier de modéliser des moteurs à distorsion théoriques plus rapidement à des fins d’études. En effet, bien que cela fait plus de deux décennies que les physiciens se penchent sur le sujet, aucun logiciel dédié n’avait jusqu’à présent été développé.
En 1994, Miguel Alcubierre, physicien théoricien de renom, a proposé un modèle de moteur à distorsion permettant théoriquement à un vaisseau spatial de voyager plus vite que la lumière. Ce vaisseau serait selon lui entouré d’une bulle d’énergie qui contracterait l’espace-temps. Le modèle nécessite cependant de l’énergie négative, un concept hypothétique qui n’a pas été observé ni produit en pratique. Ce premier concept avait suscité une vague de scepticisme quant à la faisabilité des moteurs à distorsion.
En 2020, deux chercheurs (Alexey Bobrick et Gianni Martire) ont proposé un nouveau modèle pour les moteurs à distorsion. Leur théorie permet d’éviter certains défis posés par le premier concept (d’Alcubierre) et serait plus envisageable avec la technologie future.
Dans leur étude, publiée sur arXiv, ils décrivent les moteurs à distorsion comme des « coquilles d’énergie en mouvement inertiel » qui entourent une région où se trouve par exemple un vaisseau spatial. Ce modèle nécessite 30 fois moins d’énergie pour créer les effets de distorsion de l’espace-temps nécessaires pour propulser un vaisseau spatial à des vitesses supraluminiques, selon leur document. En éliminant de plus le besoin en énergie négative, la notion de moteurs à distorsion devient plus plausible et potentiellement réalisable avec une technologie future.
Un an plus tard, un autre physicien, Erik Lentz, a exploré un autre modèle basé sur ce qu’il appelle des « solitons », des structures stables et isolées dans l’espace-temps. Ces dernières pourraient, selon ses hypothèses, permettre de voyager plus vite que la lumière. Il émet même la possibilité de voyager de la Terre à Proxima Centauri (l’étoile la plus proche de nous après le Soleil) en quelques années seulement — au lieu de plusieurs millénaires avec les technologies actuelles.