Dans une bulle plus rapide que la lumière: le moteur à distorsion

Restez toujours informé : suivez-nous sur Google (☆)

Cela peut paraitre étrange, mais en manipulant des dimensions supplémentaires de notre espace avec des quantités énormes d'énergie, deux physiciens de la Baylor University ont décrit comment on pourrait créer un moteur permettant de voyager plus vite que la lumière, ou moteur de « distorsion », qui plierait mais ne violerait pas les lois de la physique.

« Nous pensons que nous pouvons créer un moteur de distorsion, basé sur la relativité générale et la théorie des cordes, » déclare Gerald Cleaver, co-auteur du papier qui est apparu sur ArXiv.org en prépublication.

Il suffirait de comprimer l'espace temps devant le vaisseau et de l'étendre derrière lui
pour créer une "bulle de distorsion" pouvant se déplacer plus vite que la lumière.

Le moteur à distorsion est basé sur une conception datant de 1994 proposée initialement par Michael Alcubierre. Le « moteur Alcubierre » implique de comprimer le tissu de l'espace-temps devant un vaisseau et de l’étirer à l’arrière, créant une bulle dans laquelle reposerait ce dernier. L’astuce est que le vaisseau ne se déplacerait pas réellement : c’est l'espace qui se déplacerait autour du vaisseau spatial resté stationnaire.

Cela signifie que le vaisseau arriverait à sa destination plus rapidement qu'un faisceau de lumière parcourant la même distance, mais sans violer la relativité d'Einstein. La relativité indique en effet qu’il faudrait fournir une quantité infinie d'énergie pour accélérer un objet tel que le vaisseau à la vitesse de la lumière, mais ici le vaisseau ne se déplace pas vraiment.

Le tissu de l'espace s'est étendu plus rapidement que la vitesse de la lumière par le passé, indique Cleaver, juste après le Big Bang : « nous recréerions la période inflationniste de l'univers derrière le vaisseau ».

Tandis que la théorie repose sur des éléments théoriques solides, la prochaine question est de savoir comment comprimer l’espace devant le vaisseau et l’étendre derrière lui ? Cleaver et Richard Obousy, co-auteur de l’étude, proposent de manipuler la 11ème dimension, prédite par la « théorie M », engendrée de la théorie des cordes, afin de créer la bulle permettant au vaisseau de surfer dans l’espace-temps.

Si la 11ème dimension pouvait être comprimée devant le vaisseau, elle créerait une bulle d’énergie noire, la même énergie qui engendre l’expansion de l'univers. Son étirement derrière lui ferait par la suite décroitre cette énergie.

La manière d’étirer et comprimer la 11ème dimension reste encore un mystère. « Ces calculs impliques une technologie supérieure à celle que nous possédons actuellement, » indique Cleaver.

Les scientifiques peuvent cependant estimer la quantité d'énergie nécessaire, si la technologie était disponible, pour manipuler cette dimension : environ 1045 joules. « Cela correspond à la quantité d'énergie possible d’obtenir en convertissant la masse entière de Jupiter en énergie pure par l'intermédiaire de la formule E = mc2 », une énergie bien au-delà de ce que l'humanité peut actuellement envisager produire.

Tandis que les défis pour créer un moteur à distorsion sont tout à fait énormes, le concept est intéressant, selon le physicien théorique Lawrence Ford de la Tufts University. « Si il existe des dimensions supplémentaires, et que nous pouvons les manipuler, cela ouvre toutes sortes de possibilités passionnantes, » indique-t-il. « Je n’entend pas la création immédiate d’un moteur à distorsion, cela pourrait aboutir à d'autres possibilités intéressantes dans la recherche scientifique fondamentale ».

Cleaver admet que la création d'un moteur à distorsion est encore utopiste. Le « moteur à distorsion n'est pas envisageable actuellement, et n'aura probablement pas lieu dans les millénaires à venir, » prévient-il.

Merci à Stardust (forum) pour la proposition de cette news.

avatar
Maulus

je pense qu'en matière de déplacement rapide, la priorité doit être de trouver un moyen pour stocker et générer des quantités d'énergie gigantesque.

avatar
klinfran

en fait on pourrait surement atteindre des vitesses folles sans dépenser trop d'énergie si on pouvait "prendre appui" sur l'espace. Quand on s'appuit sur une masse infinie (ou presque ) on convertit toute l'énergie en énergie cinétique, comme une voiture sur la terre, elle accélère facillement.

avatar
Maulus

c'est pas con, c'est vrai qu'on est actuellement limité par la vitesse en sortie des gaz de propulsion des boosters.
si on pouvait rouler sur un support de masse infinie comme une voiture sur terre, sa simplifierait largement le problème de l'accélération.

avatar
bongo1981

Pas forcément, il faut prendre en considération les frottements (qui servent à la fois à avancer, mais sont également un frein). C'est d'ailleurs pour ça que les voitures rouleront toujours moins vite que les avions, et que les avions moins vite que les sondes spatiales.

Le souci actuellement est qu'il faut transporter soi-même son carburant qui a une masse élevée (non négligeable par rapport à l'engin que l'on veut propulser)

avatar
Maulus

Et oui, c'est l'éternelle rengaine, il faut de l'énergie pour accélérer une masse... beaucoup... de plus en plus...

FI
fiasco_systéme

merci klinfran d'avoir éclairé ma lanterne , sinon dans mon précédant message la balise url a mal pris , je disais que cette news me rappelait celle-ci Atteindre Mars en 3 heures: anti-gravitation et hyperespace à notre portée ?
et ça vient aussi du new scientist ...... ils sont en train de sacager leur réputation....

avatar
klinfran

si ils en ont eu une, mais c'est pas bien méchant, moi je suis totalement pour ce genre de spéculation tant qu'on en dit un peu plus. Pour ce qui concerne la masse infinie je disais ça par rapport à la conservation de la quantité de mouvement, c'est plus efficace quand la masse est gigantesque, bien sur les voitures ont des frottements, mais dans l'idéal on devrait pour atteindre une hauteur donnée, pouvoir dépenser en énergie exactement l'énergie potentielle correspondant à la hauteur (dans un champ de gravité), on en est loin, on dépense énormément d'énergie pour que la fusée décolle. Par exemple outre les frottements, une voiture (disons électrique ça a un super rendement) ne dépense que 'énergie nécessaire pour aller en haut d'une montagne. De même quand on marche, ou quand on fait de la balançoire, essayez donc de vous balancer en soufflant, je pense qu'il faudra deux trois moteurs surpuissants.

edit: si les voitures et autres vont moins vite que les sondes c'est aussi un peu à cause du code de la route et également de l'atmosphère.

avatar
Maulus

personnellement, je pense que c'est avec la MQ qu'on peut espérer le plus de résultats et d'espoirs sur un moyen de transport révolutionnaire.

ce que nous montre la nature, c'est que pour réduire l'énorme différence dans l'unitarité de la gravitation par rapport aux forces atomiques, il faut passer par des espaces de niveaux supérieurs...

si il était possible de faire changer de dimension tout un objet, comme le font peut être les gravitons, alors on aurait une sacrée aubaine !

avatar
klinfran

ce que nous montre la nature, c'est que pour réduire l'énorme différence dans l'unitarité de la gravitation par rapport aux forces atomiques, il faut passer par des espaces de niveaux supérieurs...

Euh désolé Maulus mais je ne sais pas ce que c'est l'unitarité, tu parles de la différence d'échelles entre les différentes forces? Hmmm qu'est-ce qui nous dit que la nature est bien segmentée en "forces" distinctes, ou même qu'i s'agit de phénomènes analogue, on en sait rien, tout ça vient de notre propre analyse. (enfin la leur plus que la mienne)

si il était possible de faire changer de dimension tout un objet, comme le font peut être les gravitons, alors on aurait une sacrée aubaine !

Là encore j'ai du mal à saisir, tu as lu un livre sur les cordes non? Où l'on dit qu'il est possible que la gravitation agisse dans les autres dimensions, non? Il y a déjà des choses dures à comprendre en électromagnétisme alors je ne m'aventure pas avec les cordes.

avatar
Maulus

L'unitarité correspond à la cohérence des ordres de grandeurs des différentes grandeurs abstraites ou non d'un modèle, ou de plusieurs modèles entre eux.
La gravité est, par rapport à la force électromagnétique, 17 ou 19 fois plus faible en intensité. (Je crois). C'est un problème d'unitarité. Les unités de grandeurs sont incohérentes. D'où la difficulté d'unifier MQ et RG :)

Oui, le cas du graviton c'est en rapport avec la théorie des cordes, mais c'est un exemple parmi d'autres :)
J'en parle ici parce que c'est comme si une partie de l'intensité de cette hypothétique particule n'interagissait pas dans notre univers, ou disons, dans notre dimension :)

J'vais encore me faire bâcher par Victor :D

avatar
Ze Venerable

Il y a déjà des choses dures à comprendre en électromagnétisme alors je ne m'aventure pas avec les cordes.

oui ce sont les domaines de la physique les plus "à la pointe" qui sont les plus attractifs, alors que c'est là qu'il y a le plus d'incertitudes (c'est peut-être cela qui les rend attractifs, il y a encore de l'inconnu à combler en imaginant des trucs formidables). Les domaines bien maitrisés (par ex meca classique) n'intéressent que ceux qui y travaillent (en caricaturant un peu)

VI
Victor

:D :D :D Hin hin hin
Je te regardes attention!
Non sérieux je rigole :) :) :)

avatar
Maulus

Ze Venerable


Il y a déjà des choses dures à comprendre en électromagnétisme alors je ne m'aventure pas avec les cordes.


oui ce sont les domaines de la physique les plus "à la pointe" qui sont les plus attractifs, alors que c'est là qu'il y a le plus d'incertitudes (c'est peut-être cela qui les rend attractifs, il y a encore de l'inconnu à combler en imaginant des trucs formidables).

Précisément ! Enfin en se qui me concerne :)

@Victor: :D :D

avatar
klinfran

ouais ben tiens je vous en donne un de problème d'électromagnétisme, une particule chargée qui rayonne perd de l'énergie, donc de l'énergie cinétique, une particule qui accélère rayonne (rayonnement de larmor), une particule chargée dans un champs électrique constant est accélérée, donc elle rayonne de l'énergie et perd de l'énergie cinétique tout au long de son accélération, son accélération sera donc moindre que si on considérait que les rayonnements sont nuls. Quelqu'un pour me donner la valeur de l'accélération (en fonction du temps si vous voulez)? Pour ceux qui ne voient pas, l'accélération n'est plus simplement F/m puisqu'il y a constament perte d'énergie cinétique par rayonnement, il y a rétroaction. J'ai trouvé des solutions en imaginant que l'accélération était constante, mais a priori c'est faux puisque je cherche justement la forme de l'accélération.

avatar
Ze Venerable

Il faudrait connaitre l'expression du rayonnement en fonction de l'accélération. Si W c'est ce rayonnement (une puissance), comme ca je dirais que l'on peut écrire que d(Ec)/dt = F.v-W. Il faut exprimer d(Ec)/dt en fonction de l'accélération

VI
Victor

si c'est un rayonnement de type synchrotron c'est à dire une particule chargée qui subit une accélération centripète du genre magnétique c'est un truc en E/R² mais je me rappelle plus la démonstration

avatar
klinfran

Je vous donne ça dans quelques instants, mais là où on voit que c'est couplé c'est dans le Fv, j'ai aussi fait ce calcul, or v dépend de l'accélération, et de sa durée, si l'accélération n'est pas constante, v = Intégrale de a(t)dt. or a dépend de t etc.

avatar
klinfran

la formule non reativiste de larmor:
d(Er)/dt (sachant que ce qui est émis (Er)est perdu en énergie cinétique(Ec))
d(Er)/dt= (qa)²/(6pi epsilon0 c3)
(Il y a peut-être un moyen d'insérer du Latex ou des formules d'open office au passage non?)
toujours positive donc
d(Ec)/dt=-(qa)²/(6pi epsilon0 c
3)

avatar
bongo1981

Ton bonheur se trouve sûrement ici :
http://www.artofproblemsolving.com/LaTe ... _TeXer.php

Cela génère automatiquement un gif que tu peux insérer en image sur une page du forum.
Par contre il faut connaître LaTeX.

avatar
klinfran

Donc je recommence:

Mais à ce compte là j'aurais très bien pu directement prendre l'image du PDF ou faire un latex dans wikipédia avec une prévisualisation, d'ailleurs quand on sait pas faire du latex (comme moi)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Formules_TeX

Mais merci quand même je l'ai ajouter à mes favoris c'est plus rapide d'accès.

avatar
Ze Venerable

Donc si j'ai bien compris on a :

d(Ec)/dt = F.v - (qa)²/(6pi epsilon0 c^3)

et donc m.a.v = F.v - (qa)²/(6pi epsilon0 c^3) , qu'on réécrit :
m.a.v = F.v - K.a² . Ca fait une équa diff sur v(t) à résoudre, si ya pas d'erreurs

avatar
klinfran

hmmmmmmmm non j'ai dit une bêtise en disant que c'était =-dEc/dt car en fait c'est égal à ce qu'on enlève à l'augmentation de Ec, puisqu'on acquiert de l'énergie cinétique par le potentiel coulombien, en gros

désolé, une fois que tu auras lu je me propose d'enlever cette grosse bévue.

avatar
klinfran

heu bien sûr au dessus on peut mettre

c'est pareil.

ou encore mieux

désolé je suis un peu encrassé (vacances...)

avatar
Ze Venerable

klinfran

Il me semble que c'est bien ce que j'ai écrit, mais sous la forme d'un bilan de puissance.
Seulement cette expression (m.a.v = F.v - K.a²) me surprend un peu, car à priori cela veut dire que l'on peut trouver 2 ref galiléens dans lesquels l'accélération de la particule sera différente (ce sera le cas à partir du moment où les 2 ref sont en translation l'un/l'autre). D'un point de vue mécanique classique ça fait bizarre

avatar
klinfran

attends, en quoi ça fait ça?

avatar
klinfran

je ne crois pas que ton équation corresponde, en fait on peut être sur (dans une limite ou l'accélération serait tout le temps faible et le rayonnement aussi donc), que le potentiel qui se conserve est le potentiel électrostatique, qui lui ne change pas, quoi qu'il advienne, et donc pendant un temps dt on a F.v= -dEr/dt - dEc/dt (car Ep+Er+Ec=Cte) mais c'est vrai qu'on a pas F.v =ma.v (avec F la force électrostatique).

avatar
klinfran

et dEc/dt= d(1/2mv2)/dt = mvdv/dt=mva, en fait j'ai enlevé un terme en dm mais il y a bien un dm, car en allant sur une Ep plus basse, le système perd de la masse, mais bon si peu.

avatar
Ze Venerable

je suis parti de d(Ec)/dt = F.v - d(Er)/dt (bilan de puissance, donc c'est de "l'instantanné", pas du différentiel comme tu l'as marqué en écrivant "pendant un temps dt on a ..." )

avatar
klinfran

ouais ok je regarde si j'ai une erreur de signe, mais en principe c'est pareil vu que la puissance instantanée c'est l'énergie par unité de temps, si c'est pas du différenciel je ne vois pas ce que c'est, mais moi aussi j'obtiens une équation en a² avec des v, le problème étant que v dépend de a et vice versa. En fait je cherche l'accélération, pour pouvoir bien décrire la trajectoire.

avatar
Ze Venerable

klinfran
ouais ok je regarde si j'ai une erreur de signe, mais en principe c'est pareil vu que la puissance instantanée c'est l'énergie par unité de temps, si c'est pas du différenciel je ne vois pas ce que c'est, mais moi aussi j'obtiens une équation en a² avec des v, le problème étant que v dépend de a et vice versa. En fait je cherche l'accélération, pour pouvoir bien décrire la trajectoire.

c'est de ... l'instantanné. On dit bien "la puissance à l'instant t vaut ..." et pas "la puissance pendant l'intervalle dt vaut ...". Si j'ai pas fait d'erreur de calcul, on obtient une expression ( que je note (1) ) en 'a' et 'v', l'accélération s'exprimant en fct de la vitesse. Donc la solution que je propose c'est d'écrire cela comme une équa diff sur 'v(t)', dont il n'y aura plus qu'a dériver la solution pour avoir l'expression instantanée de l'accélération que tu cherches.

Le truc c'est que comme je l'ai dit plus haut, (1) me parait pas très physique, j'ai l'impression que le rayonnement est mal pris en compte dans le bilan de puissance.

avatar
klinfran

http://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance
http://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_(physique
et même
http://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_(physique#G.C3.A9n.C3.A9ralit.C3.A9s

mais je ne vois pas en quoi c'est pas physique, quoi qu'il en soit, on a effectivement une équation différentielle, ( le calcul différentiel utilise des quantités infitésimales, autrement dit, qui tendent vers 0 et qu'est-ce que ça donne une durée qui tend vers 0???De plus le d, il est pas là pour faire joli ça veut juste dire dérivée de... par rapport à dt (1ère S)), le problème c'est de l'intégrer, que ce soit en v ou en a, (oui une équation avec une intégale est aussi une équation différentielle), on a "a²" dans l'équation, et donc (dv/dt)². ce qui est assez dur. Si tu arrives à l'intégrer je suis preneur.

avatar
Ze Venerable

mais je ne vois pas en quoi c'est pas physique

On prend 2 reférentiels R1 et R2, Galiléens entre eux et avec une vitesse de translation l'un / l'autre non nulle. A un instant donné l'accélération de la particule dépend de sa vitesse, et celle-ci n'est évidemment pas la même dans les 2 ref. Donc les 2 refs ne voient pas la même accélération.
Or en méca classique un système a bien-sûr la même acc en passant d'un référentiel à un autre si ceux-ci sont galiléens entre eux.

Pour moi si tu dis "pendant un temps dt on a" tu ne fais pas de l'instantané. Une puissance, une dérivée, c'est de l'instantané.
Je me renseigne pour intégrer ce machin...

avatar
klinfran

ok merci j'avais pas pensé à ça, ça doit donc être un problème relativiste (de toute façon l'émission de rayonnement en est un par essence), je vais voir ce que je trouve là dessus, mais peut-être pas immédiatement.

VI
Victor

réflexion que je me fais ce ne sont pas des équations pour des objets matériels que vous devriez modéliser mais pour des champs et c'est plus trapu

avatar
klinfran

Pourquoi on doit faire ça pour des champs?

avatar
klinfran

Au fait on n'a aucun problème physique puisqu'il s'agit de la vitesse par rapport au champ ( ou les source du champ) qui elle est absolue. sinon ça poserait aussi un problème pour un objet dans un champ de pesanteur.

avatar
Ze Venerable

autrement dit l'accélération de la particule dépend de la vitesse de la source du champ ?