Un logiciel gratuit vous permet de concevoir et de tester des moteurs de distorsion avec une physique réelle

Les moteurs Warp font partie des concepts de science-fiction les plus plausibles, du moins d’un point de vue mathématique. Aujourd’hui, Applied Physics, un groupe multidisciplinaire de scientifiques et d’ingénieurs internationaux, a lancé Warp Factory, un logiciel open source que tout le monde peut utiliser pour concevoir un moteur de distorsion fonctionnel.

Les physiciens peuvent désormais générer et affiner une gamme de modèles de moteurs de distorsion en quelques clics seulement, ce qui nous permet de faire progresser la science à une vitesse fulgurante, a déclaré Gianni Martire, PDG d’Applied Physics. Warp Factor sert de soufflerie virtuelle, nous permettant de tester et d’évaluer différentes conceptions de distorsion. La science-fiction se rapproche désormais de la réalité scientifique.

Beaucoup de gens connaissent les moteurs de distorsion, du moins en tant que concept. Les fans du Star Trek L’univers et d’autres franchises de science-fiction de moindre importance ont fini par accepter l’idée de voyager dans l’espace à des vitesses plus rapides que la lumière. Cela accélère la narration, d’une part, et signifie que les personnages peuvent traverser les galaxies sans vieillir des milliers d’années.

Mais beaucoup seraient surpris d’apprendre que les moteurs de distorsion ont en réalité un fondement scientifique.

La physique des moteurs de distorsion : Einstein, boules de bowling et feuilles de caoutchouc

Dans la littérature de science-fiction, superluminal, une autre façon de dire voyage plus rapide que la lumière (FLT) est obtenu en déformant ou en déformant l’espace-temps autour d’un objet (par exemple, un vaisseau spatial), d’où le terme entraînement de distorsion. Mais qu’est-ce que l’espace-temps ?

En physique, l’espace-temps est un modèle conceptuel qui fusionne les trois dimensions de l’espace (un ensemble de coordonnées x, y et z ; un emplacement physique) avec une quatrième dimension : le temps

La théorie de la relativité restreinte d’Einstein explique la relation entre l’espace, le temps, la masse et l’énergie et déclare que l’énergie (E) est égale à la masse (m) multipliée par la vitesse de la lumière (c) au carré. E = mc². Autrement dit, l’énergie et la masse sont des versions différentes et interchangeables de la même chose, mais la vitesse de la lumière est constante et la même partout dans l’univers.

L’un des résultats de cette célèbre théorie est que plus un objet se déplace plus vite, sa masse observée augmente. À mesure que l’objet s’approche de la vitesse de la lumière, sa masse observée devient infiniment grande, une quantité infinie d’énergie est donc nécessaire pour le faire bouger. Selon la théorie de la relativité restreinte, la vitesse de la lumière est donc la vitesse limite absolue de l’univers.

Le spécial La théorie de la relativité concerne les objets qui n’accélèrent pas (appelés référentiels inertiels), mais elle n’intègre pas la gravité. C’est ce que général la théorie de la relativité est destinée.

La relativité générale stipule que la gravité est la façon dont la masse déforme l’espace et le temps. Plus la masse est grande, plus elle déforme l’espace-temps. Ces déformations, ou courbes, restreignent la façon dont tout se déplace dans l’univers, car les objets doivent suivre des chemins le long de cette courbure déformée.

C’est là que nous obtenons cette image classique d’une boule de bowling (représentant un objet massif) placée sur une feuille de caoutchouc étirée (représentant l’espace-temps). Si une bille est placée sur la feuille, elle roulera vers la boule de bowling et pourra même tourner autour d’elle. Cela ne se produit pas parce que la plus grande masse émet une force qui attire la plus petite masse, mais parce que la plus petite masse se déplace le long d’une surface qui a été déformée par la présence de la plus grande masse.

Les moteurs de distorsion sont des solutions aux équations de champ d’Einstein, qui constituent le cœur de sa théorie de la relativité générale et peuvent calculer comment une distribution particulière de matière et d’énergie déforme l’espace-temps. Les équations sont trop compliquées à aborder ici, mais pour une explication simplifiée, regardez la vidéo ci-dessous de la physicienne théoricienne et philosophe des sciences Sabine Hossenfelder. Elle discute de la relativité générale à 3:54 et continue en discutant des recherches qui apparaissent dans la section suivante.

Recherche sur les moteurs Warp : de la théorie à la réalité ?

La théorie d’Einstein nous a appris que l’espace peut être déformé par l’énergie. Une bulle d’énergie entourant un objet, tel qu’un vaisseau spatial, contracte l’espace devant lui et agrandit l’espace derrière lui. La déformation rapproche les emplacements souhaités de l’objet, ce qui signifie qu’il peut se déplacer sans bouger. Mais la grande question dans tout cela est la suivante : de quel type d’énergie est constituée la bulle ?

En 1994, le physicien théoricien Miguel Alcubierre a proposé qu’un vaisseau spatial puisse voyager plus vite que la vitesse de la lumière en utilisant ce mécanisme de contraction-expansion. Essentiellement, le vaisseau resterait encapsulé dans une bulle d’énergie et son équipage ne ressentirait pas le voyage interstellaire.

Malheureusement, les équations mathématiques d’Alcubierre n’expliquaient pas comment son projet de distorsion permettait de voyager au-delà de la vitesse de la lumière. De plus, cela nécessitait de grandes quantités d’énergie négative, ce qui n’existe pas. Le projet Alcubierre Drive était largement considéré comme irréalisable.

Après Alcubierre, la réalité des moteurs de distorsion en a pris un coup dur. Le concept n’a vraiment récupéré qu’en 2020, lorsque le prochain grand journal est sorti : Alexey Bobrick et Gianni Martires. Présentation des lecteurs de distorsion physiques.

Dans l’article, Bobrick, astrophysicien théoricien, et Martire, physicien autodidacte et entrepreneur technologique, ont développé le tout premier modèle d’entraînement physique à distorsion qui évite les problèmes du modèle d’Alcubierres. Il est important de noter que le modèle des chercheurs s’intéressait aux déplacements subluminaux, c’est-à-dire aux déplacements plus lents que la vitesse de la lumière.

Les chercheurs de Applied Physics décrivent les moteurs de distorsion comme des coques de matériau à énergie positive ou négative se déplaçant de manière inertielle et enfermant une région passager dans une métrique plate.  » Plus une coque sphérique devient massive, plus elle a une influence significative sur l’espace-temps à l’intérieur. la masse produit un effet significatif. Dans la vidéo ci-dessous, Bobrick et Martire discutent plus en détail de leurs recherches.

Le modèle Bobrick-Martire a réduit les besoins énergétiques d’un facteur 30 et a prouvé que les moteurs à distorsion pouvaient fonctionner sans combustibles théoriques tels que l’énergie négative, confirmant ostensiblement que les moteurs à distorsion sont physiquement possibles. Même si la recherche n’expliquait pas comment un objet pouvait être accéléré jusqu’à des vitesses supraluminiques, elle fournissait une base mathématique solide pour étudier les moteurs de distorsion.

Après avoir regardé Star Trek : La prochaine génération Enfant, le physicien Erik Lentz était motivé pour faire des moteurs de distorsion une réalité. Couplé à l’article de Bobrick et Martire récemment publié, l’article de Lentz 2021 a provoqué une frénésie médiatique mondiale, ravivant l’idée du voyage supraluminique dans la conscience publique.

E Lentz/Université de Göttingen

À l’aide des équations de champ d’Einstein, Lentz a assemblé des configurations inexplorées de bulles de distorsion qu’il a appelées solitons, pour arriver à un arrangement qui pourrait permettre un voyage FTL en utilisant uniquement l’énergie positive provenant de sources d’énergie conventionnelles.

Dans un communiqué de presse accompagnant l’étude, Lentz a postulé que, à condition que suffisamment d’énergie puisse être générée, les équations qu’il a utilisées permettraient de voyager dans l’espace depuis la Terre jusqu’à Proxima Centauri, l’étoile connue la plus proche du Soleil, et de revenir en années au lieu de décennies ou de millénaires. . Cependant, l’énergie restait un obstacle à la réalisation d’un entraînement de distorsion physique réel, et Lentz n’expliquait pas comment son modèle à énergie positive évitait les énergies négatives.

L’énergie nécessaire à ce déplacement à la vitesse de la lumière englobant un vaisseau spatial de 100 mètres [328 ft] Le rayon est de l’ordre de centaines de fois la masse de la planète Jupiter, a déclaré Lentz. Les économies d’énergie devraient être drastiques, de l’ordre d’environ 30 ordres de grandeur, pour être à la portée des réacteurs à fission nucléaire modernes.

Présentation de Warp Factory

Bobrick et Martire sont de nouveau entrés dans la discussion en 2024, en collaborant avec des chercheurs de l’Institut israélien de technologie et de l’Université d’Alabama pour publier un article intitulé Analyser les espaces-temps de Warp Drive avec Warp Factory. Le lancement de ladite Warp Factory a coïncidé avec la publication des études.

Sabine Hossenfelder revisite les moteurs de distorsion dans le contexte de ce nouveau document de recherche dans la vidéo ci-dessous.

Développé au Laboratoire de physique appliquée (APL) de physique appliquée, Warp Factory permet aux chercheurs déterminés à faire des moteurs de distorsion une réalité de modéliser les espaces-temps des moteurs de distorsion. Le logiciel open source exécute, entre autres, les équations de champ d’Einstein et calcule les conditions énergétiques, fournissant aux utilisateurs des visualisations 2D et 3D. Le code est disponible sur GitHub.

En utilisant Warp Factory, les chercheurs peuvent explorer de manière approfondie un large éventail de mesures de distorsion, en particulier dans les cas où les calculs analytiques deviennent peu pratiques, ont indiqué les chercheurs.

Qu’est-ce que tu attends? Un voyage interstellaire vous attend ! Faire en sorte.

Source : Business Wire