En l’honneur de la saison 2 de ‘Star Trek : Strange New Worlds’, un tour de la physique

Un combadge Star Trek dans un uniforme noir.

La saison 2 du film acclamé par la critique a été diffusée le 15 juin (diffusion sur Paramount+). Alors aujourd’hui, va hardiment là où beaucoup, beaucoup de nerds sont allés auparavant et explorent la science – en particulier la physique – et la science de. La scientifique en résidence Regina G. Barber discute avec deux physiciens de Trekkie des raisons pour lesquelles ils aiment la franchise. Astrophysicien Erin Macdonald est le consultant scientifique pour , et Chanda Prescod-Weinstein est un physicien théoricien et auteur du livre .

Dans cet épisode, le trio discute de la faisabilité de l’entraînement par distorsion, de la coopération et de la représentation mondiales et de la manière dont les transporteurs qui téléportent les membres d’équipage de la surface d’une planète au navire pourraient enfreindre les lois fondamentales de la physique. Ils se terminent au bord de la galaxie – et expliquent pourquoi sa représentation dans Star Trek pourrait être problématique, scientifiquement.

Entraînement de distorsion

L’espace est vaste – il faut de vrais engins spatiaux pour voyager dans notre système solaire ! Dans les personnages, faites le tour de la galaxie dans leurs vaisseaux spatiaux grâce à l’entraînement par distorsion, qui permet aux vaisseaux spatiaux de voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Mais la physique impose une limite de vitesse à la masse. Ces objets doivent se déplacer légèrement plus lentement que la vitesse de la lumière, qui a elle-même une limite de vitesse. Alors, quelle est la faille ici?

Selon Erin, la bonne vieille suspension de l’incrédulité n’est pas nécessaire parce que « les calculs sont vérifiés ». Pour cette raison, c’est l’une des pièces de science-fiction préférées d’Erin dans la série. L’espace-temps est les trois dimensions dans lesquelles nous, les humains, sommes habitués à vivre, le temps. L’univers est situé dans le tissu quadridimensionnel de l’espace-temps, avec des objets plus lourds « tirant » ce tissu plus vers le bas que des objets plus légers – ou, en apesanteur, dans le cas de la lumière – des objets. Ainsi, l’espace-temps lui-même pourrait être une échappatoire à cette limite de vitesse. Erin dit que pour contourner la limite de vitesse cosmologique de la lumière, vous pourriez simplement « construire une bulle d’espace-temps autour de votre vaisseau, et ensuite cela vous pousse plus vite que la vitesse de la lumière. Ce sont les différentes vitesses de distorsion. Une bulle pour le warp 1, une autre bulle autour de cette première bulle pour le warp 2 et ainsi de suite.

Bien sûr, Erin et Chanda soulignent tous deux que l’utilisation de l’espace-temps de cette manière nécessite une quantité d’énergie extraordinaire – bien au-delà de ce dont les humains sont capables à ce moment précis.

Transporteurs

Ce serait formidable de se téléporter au travail, comme le font les personnages de Star Trek grâce à leurs transporteurs. À l’envers ? Pas de trafic. Inconvénient? La peur qu’une fois que vous avez été divisé en particules et rayonné à travers la ville, vous ne soyez peut-être pas réarrangé dans le bon ordre.

Pour qu’un transporteur fonctionne, les utilisateurs devraient savoir à la fois où se trouve une particule donnée et sa vitesse. Malheureusement, cela n’est pas possible en raison d’une énigme physique bien connue, la Principe d’incertitude de Heisenberg. Star Trek bouche ce trou de l’intrigue avec quelque chose qu’ils appellent un Compensateur Heisenberg qui est connecté à la mécanique de leur transporteur. Son fonctionnement n’est jamais expliqué. Tout ce que nous avons besoin de savoir, c’est que, dans l’univers… c’est le cas !

Ainsi, les transporteurs ont besoin d’un peu plus de suspension d’incrédulité que de distorsion – ou d’humilité de bonne humeur si vous êtes Chanda. « Je ne pense pas que les transporteurs seront jamais une chose que nous pourrons faire. Mais je dis toujours qu’il est important pour moi en tant que scientifique d’être humble, et il se peut donc qu’il y ait une science au-delà du principe d’incertitude que nous sommes tout simplement pas au courant à ce stade », plaisante-t-elle.

Barrière Galactique

L’entraînement par distorsion peut amener les navires à la vitesse de la lumière et plus rapidement dans le monde de Star Trek, mais l’espace est toujours ÉNORME. La galaxie de la Voie lactée mesure 100 000 années-lumière de diamètre, donc même à Warp 9, il faudrait que l’équipage de Star Trek parcoure la galaxie. Il est assez rare qu’un vaisseau spatial s’approche du bord de notre galaxie, mais dans les années 1960, les écrivains ont fait arriver l’équipage au « barrière galactique » Selon l’émission, cette barrière ne laisse pas passer les signaux de communication, est dangereuse et donne des caractères « énergies étranges. »

Chanda dit que l’impénétrabilité des signaux est ce qui l’excite le plus à propos de cette fausse barrière. « Mais nous voyons d’autres galaxies tout le temps, et ce sont des signaux », dit-elle. « Nous voyons des observations radio. Nous voyons à travers le spectre électromagnétique. »

Ces trois concepts de science-fiction effleurent à peine la surface de ce que la « science » – et la science – utilise tout au long de la série. Il y a tellement de physique que nous n’avons pas couvert – et il y aura donc beaucoup plus de science à disséquer à l’avenir.