Détecter leurs lecteurs Warp défaillants

De nouvelles recherches spéculatives décrivent une méthode pour détecter les civilisations extraterrestres : en captant les ondes gravitationnelles produites par l'effondrement, ou la défaillance, de leurs moteurs de distorsion. Cela semble fou, mais le concept est fondé sur les principes de la relativité générale d’Einstein.

Les moteurs Warp, inspirés par la maîtrise de la physique cosmologique d'Albert Einstein, ont été les premiers modélisé mathématiquement par le physicien Miguel Alcubierre en 1994. Selon Alcubierre, un vaisseau spatial pourrait voyager plus vite que la lumière (par rapport à un observateur extérieur) grâce à un mécanisme connu sous le nom de « bulle de distorsion », qui contracte l’espace devant lui et agrandit l’espace derrière. Le moteur de distorsion n'accélère pas localement le vaisseau spatial à des vitesses supérieures à la lumière ; au lieu de cela, il manipule l’espace-temps autour du vaisseau. Un tel vaisseau spatial pourrait parcourir de grandes distances en peu de temps en « déformant » l’espace-temps, en contournant la limite de vitesse de la lumière d’une manière conforme à la relativité générale.

Le problème est que ce modèle nécessite une énergie négative, une forme spéculative d’énergie où il y a moins d’énergie que l’espace vide, ce qui n’est pas actuellement compris ou réalisable avec la technologie actuelle. Cette lacune dans notre compréhension empêche la construction réelle d'un moteur de distorsion, comme le montre Guerres des étoiles et Star Trekrésolument dans le domaine de la science-fiction.

Dans un étude téléchargée sur le serveur de préimpression arXiv, l'astrophysicienne et mathématicienne Katy Clough de l'Université Queen Mary de Londres, ainsi que ses collègues Tim Dietrich de l'Institut Max Planck de physique gravitationnelle et Sebastian Khan de l'Université de Cardiff, explorent la possibilité que l'effondrement hypothétique des moteurs de distorsion pourrait émettent des ondes gravitationnelles détectables.

Quand les moteurs de distorsion deviennent kablooie

Les scientifiques ne prétendent pas savoir comment construire un moteur de distorsion, mais utilisent plutôt des simulations mathématiques pour explorer leur comportement théorique potentiel. En particulier, l’équipe s’est concentrée sur ce qui pourrait arriver si un moteur à distorsion devait subir, selon ses termes, un « échec de confinement ». Une telle défaillance pourrait entraîner un effondrement émettant des ondes gravitationnelles détectables.

« Bien qu'il existe de nombreux obstacles pratiques à leur mise en œuvre dans la vie réelle, y compris l'exigence d'énergie négative, on peut simuler informatiquement leur évolution dans le temps à partir d'une équation d'état décrivant le sujet », écrivent les scientifiques dans leur article, actuellement en cours de publication. en cours d'examen par les pairs par le Journal ouvert d'astrophysique.

Grâce au LIGO (le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), qui observe les ondulations dans l'espace-temps provoquées par des événements cosmiques, nous savons qu'il est possible de détecter des ondes gravitationnelles ; LIGO a déjà prouvé capable d'observer de tels phénomènes à partir de sources telles que la fusion de trous noirs et d'étoiles à neutrons.

Au début, l'équipe a cherché à étudier les signaux d'ondes gravitationnelles provenant d'un hypothétique vaisseau en accélération, mais ils ont réalisé que l'effondrement de la bulle de distorsion était une première étape plus simple et qu'un tel événement produirait probablement un signal plus fort, comme l'explique Clough dans un e-mail à Gizmodo. Il n'existe aucun mécanisme physique connu pour maintenir une bulle de distorsion stable, a-t-elle ajouté, ce qui est essentiel pour utiliser un moteur de distorsion pour voyager dans l'espace, ce qui entraîne la perspective d'une défaillance du confinement.

« Il faudrait d'une manière ou d'une autre contrôler la façon dont la pression réagit aux changements de densité du fluide de distorsion, ou imposer un mécanisme de confinement supplémentaire », a écrit Clough. « Cela pourrait être analogue à la façon dont les lasers sont nécessaires pour confiner le plasma dans les expériences de fusion nucléaire. Notre point de départ suppose donc que tout ce qui retenait le fluide s’est brisé d’une manière ou d’une autre, ce qui conduit à sa dispersion. Par fluide, Clough fait référence au milieu ou à la substance théorique contenue dans la bulle de distorsion qui doit être contrôlée et contenue.

Des ondulations à travers l'espace-temps

Un effondrement du moteur de distorsion déclencherait de puissantes ondes gravitationnelles car il impliquerait une altération soudaine et dramatique de l’espace-temps. La redistribution rapide de l'énergie et de la matière utilisée pour déformer l'espace-temps dans un moteur de distorsion créerait des perturbations importantes, similaires à la manière dont des mouvements brusques créent des vagues dans l'eau. Cet événement intense libérerait suffisamment d’énergie pour générer des ondes gravitationnelles, semblables à celles produites par les fusions de trous noirs ou les collisions d’étoiles à neutrons.

Le signal qui en résulterait serait « très fort », a déclaré Clough. Cela est dû à l’énorme déformation de l’espace-temps nécessaire pour propulser un vaisseau vers l’avant à une fraction significative de la vitesse de la lumière (10 à 30 % de la vitesse de la lumière, comme indiqué dans l’article). L’effondrement libère une fraction substantielle de l’énergie contenue dans la courbure de l’espace-temps, rendant le signal potentiellement détectable.

L’étude s’appuie sur la relativité numérique, un outil qui permet aux physiciens de simuler des espaces-temps dans des conditions extrêmes. Cette approche permet d'étudier et de comprendre des phénomènes dans lesquels des forces gravitationnelles exceptionnellement fortes jouent un rôle, comme les trous noirs et, en théorie, l'effondrement des bulles de distorsion. En simulant les signaux d'ondes gravitationnelles qui pourraient être émis lors de l'effondrement d'un moteur de distorsion, Clough et son équipe proposent une méthode permettant d'identifier potentiellement de tels événements, s'ils existent.

En analysant la manière dont l’énergie et les ondes gravitationnelles rayonneraient lors d’un tel événement, les chercheurs ont spéculé sur les signatures que des détecteurs avancés pourraient un jour capturer. La force et la fréquence du signal dépendent de la taille de la bulle de distorsion. Dans l’article, ils donnent l’exemple d’une bulle de distorsion de 1 kilomètre de large se déplaçant à 10 % de la vitesse de la lumière. Selon leurs calculs, cela devrait générer un signal de 300 kHz qui pourrait être détecté jusqu'à 3,26 millions d'années-lumière, si le signal est suffisamment fort. Un détecteur similaire au LIGO mais conçu pour des fréquences plus élevées pourrait détecter ce signal, selon les scientifiques. « Des propositions pour de tels détecteurs existent et sont réalisables, mais à l'heure actuelle, aucune n'est financée », a déclaré Clough.

Amusant de spéculer

L’idée d’utiliser des ondes gravitationnelles pour repérer des technologies extraterrestres est sans aucun doute folle. Nous sommes encore loin de pouvoir utiliser des détecteurs tels que LIGO pour détecter ce type de technosignature extraterrestre. De plus, nous ne savons pas réellement si les extraterrestres respectent nos concepts inspirés de la science-fiction, ce qui ajoute une autre couche de conjectures. Bien que ce domaine de recherche semble prometteur, il reste profondément ancré dans la théorie.

Cela dit, les implications de cette recherche vont au-delà de la recherche de la vie extraterrestre. Comprendre les signatures des effondrements des moteurs de distorsion pourrait également améliorer notre compréhension de la dynamique de l’espace-temps dans des scénarios violant les conditions énergétiques connues. De telles études repoussent les limites de notre compréhension de la physique, testant les limites de la relativité générale et débouchant potentiellement sur de nouvelles connaissances théoriques.

« Aller au-delà de l'astrophysique standard comme nous l'avons fait dans cette étude nous a vraiment mis au défi d'adapter et de pousser les méthodes à leurs limites, et ces connaissances et cette expérience nous aideront certainement dans l'étude de régimes plus difficiles dans les applications astrophysiques à l'avenir », a déclaré Clough.

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