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Le lecteur Alcubierre est l'un des lecteurs de chaîne les plus connus sur les modèles papier - où une méthode possible de lecteur de chaîne semble fonctionner mathématiquement tant que vous ne vous attardez pas trop sur la physique du monde réel et certains problèmes de frontières embêtants.

Récemment, le concept d'entraînement Alcubierre a été testé dans des métamatériaux modélisés mathématiquement - qui peuvent fournir une analogie approximative de l'espace-temps. Fait intéressant, il s'avère que dans ces conditions, le lecteur Alcubierre n'est pas en mesure de briser la barrière lumineuse - mais tout à fait capable de faire 25% de la vitesse de la lumière, ce qui n'est pas ce que vous appelleriez lent.

OK, donc deux problèmes conceptuels à résoudre ici. Qu'est-ce que le diable est un lecteur Alcubierre - et qu'est-ce que le diable est un métamatériau?

Le lecteur Alcubierre est une sorte d'expérience de pensée mathématique où vous imaginez que votre vaisseau spatial a un mécanisme d'entraînement capable de déformer une bulle de l'espace-temps de telle sorte que la composante de la bulle devant vous se contracte rapprochant les points devant vous - tandis que la bulle derrière vous vous développez, déplaçant ce qui est derrière vous plus loin.

Cette géométrie déformée fait avancer le vaisseau spatial, comme un surfeur sur une vague d'espace-temps. Le maintien de cette distorsion de manière dynamique et continue au fur et à mesure que le navire avance peut entraîner des vitesses plus rapides que la lumière du point de vue d'un observateur à l'extérieur de la bulle - tandis que le navire se déplace à peine du tout par rapport à l'espace-temps local dans la bulle. En effet, tout au long du voyage, l'équipage connaît des conditions de chute libre et n'est pas gêné par les forces G.

Certaines limites du modèle d'entraînement d'Alcubierre sont que, bien que les mathématiques puissent suggérer que le mouvement vers l'avant du navire est théoriquement possible, comment il pourrait démarrer puis s'arrêter plus tard à destination n'est pas clair. Le mécanisme sous-jacent à la génération de la bulle reste également à expliquer. Pour déformer l'espace-temps, vous devez redistribuer la masse ou la densité d'énergie d'une manière ou d'une autre. Si cela implique de pousser des particules vers les bords de la bulle, cela risque une situation où les particules à la frontière de la bulle se déplaceraient plus rapidement que la lumière dans le cadre de référence de l'espace-temps extérieur à la bulle - ce qui violerait un principe fondamental de la relativité générale.

Il existe différentes solutions de contournement proposées, impliquant l'énergie négative, la matière exotique et les tachyons - bien que vous soyez bien en bas du lapin à ce stade. Néanmoins, si vous pouvez croire six choses impossibles avant le petit déjeuner, alors pourquoi pas un Alcubierre en voiture aussi.

Désormais, les métamatériaux sont des structures matricielles aux propriétés géométriques qui peuvent contrôler et façonner les ondes électromagnétiques (ainsi que les ondes acoustiques ou sismiques). À ce jour, ces matériaux ont non seulement été théorisés, mais construits - au moins avec la capacité de manipuler le rayonnement à longue longueur d'onde. Mais théoriquement, des métamatériaux de précision très fine pourraient être capables de manipuler des longueurs d'onde optiques et plus courtes - créant le potentiel pour des capes d'invisibilité et des dispositifs de masquage d'engins spatiaux… du moins, théoriquement.

Quoi qu'il en soit, les métamatériaux capables de manipuler la majeure partie du spectre électromagnétique peuvent être modélisés mathématiquement - même s'ils ne peuvent pas être construits avec les technologies actuelles. Cette modélisation a été utilisée pour créer des trous noirs virtuels et étudier la probabilité de rayonnement Hawking - alors pourquoi ne pas utiliser la même approche pour tester un entraînement de chaîne Alcubierre?

Il s’avère que les paramètres matériels d’un métamatériau même dit «parfait» ne permettront pas à l’entraînement Alcubierre de briser la vitesse de la lumière, mais lui permettront d’atteindre 25% de la vitesse de la lumière, soit environ 75 000 kilomètres par seconde. Cela vous amène au système Alpha Centauri dans environ dix-sept ans, en supposant que l'accélération et la décélération ne sont que de petites composantes du voyage.

Que les limitations imposées par les métamatériaux dans ce test indiquent qu'il ne peut pas émuler de manière adéquate la déformation de l'espace-temps - dont le lecteur Alcubierre a besoin pour briser la vitesse de la lumière - ou si le lecteur Alcubierre ne peut tout simplement pas le faire, reste une question ouverte . Ce qui est surprenant et encourageant, c'est que le lecteur puisse réellement fonctionner… un peu.

Lectures complémentaires: Smolyaninov, I. Modèle basé sur les métamatériaux de l'entraînement de chaîne d'Alcubierre.