La métrique d’Alcubierre

Dans les films et séries de science-fiction bien connus on voit très souvent les vaisseaux traverser une grande distance en allant à la vitesse de la lumière soit : 299 792 458 m/s voire même plus vite. Mais en regardant ces séries et films de science-fiction on oublie très souvent ou n'avons pas conscience qu'il existe pourtant bel et bien une théorie qui pourrait potentiellement rendre la chose possible. La NASA s'y est d'ailleurs penchée, c'est plus précisément Harold White et son équipe qui a travaillé sur le sujet. Cela en partant d'une modification spatiale. Cette modification s’est avérée une modification de la métrique d'Alcubierre. 

Qu'est-ce que la métrique d'Alcubierre ? C'est ce que je vais vous présenter sous forme de vulgarisation scientifique. 

En bref, la métrique d'Alcubierre c'est plusieurs formules mathématiques et une déformation de l'espace-temps. La métrique est inspirée directement du pont Einstein-Rosen et concorde parfaitement avec la relativité d'Einstein.

En partant d'une modification de la métrique d'Alcubierre, une équation formulée en 1994 par le physicien Miguel Alcubierre, il est théoriquement possible de voyager à des vitesses supraluminiques (plus rapide que la lumière) sans pour autant aller à l'encontre de la théorie de la relativité d'Einstein. 

Le vaisseau (en blanc sur l'image) est placé entre deux régions de l'espace-temps. Pour ce rendre d'un point A à B à la vitesse de la lumière (ou +) il faudrait créer une expansion de l'espace-temps derrière le vaisseau et au contraire une contraction de celui-ci devant le vaisseau. Pour faire cela, il nous faudrait de l'énergie sombre celle-ci jusqu'à aujourd'hui purement hypothétique, mais pourrait théoriquement être créée par une neutralisation de l'énergie zéro point par le rapprochement de plaques parallèles à des distances de l'ordre des microns ou même nanomètre, l'énergie ce trouverait alors entre les deux plaques. 

L'expansion derrière le vaisseau le « pousserait » en avant potentiellement à des vitesses supraluminiques, car si d'après la relativité d'Einstein la vitesse limite du déplacement des objets dans l'univers est celle de la lumière dans le vide, l'expansion de l'univers lui-même n'est pas soumis à cette contrainte. Donc, théoriquement le vaisseau reste immobile, c'est l'espace autour de lui qui bouge et on se retrouve donc au point B.

Le principal problème de cette idée est que s'il est tout à fait possible de déformer l'espace-temps à l'avant et à l'arrière du vaisseau, les premiers calculs montrent qu'il faut une masse énorme d'énergie sombre, environ l'équivalent énergétique de la planète Jupiter soit 317 fois celle de la Terre en joules. 

C'est en octobre 2014 qu'Harold White réalise par curiosité une analyse de sensibilité du champ d'équation et se rend compte qu'un nouveau design permettrait de réduire considérablement l'énergie nécessaire au système.

« J'ai réalisé soudain qu'en augmentant l'épaisseur du vide, comme en passant d'une forme de ceinture à une forme de beignet, et en oscillant la bille centrale (la partie stable où le vaisseau se situe), l'énergie nécessaire est fortement réduite, ouvrant la voie d'un passage théorique à la pratique ! »

Grâce à ces modifications, l'énergie nécessaire au déplacement du vaisseau pourrait être inférieure à une tonne.

Maintenant théoriquement possible et réalisable, tout ce qu'il manque c'est une preuve du concept dans le monde réel. Voilà donc l'équipe qui travaille sur le premier prototype.