« Physics of the impossible » est un livre écrit par Michio kaku.
Partant du principe que l’impossible est le présent de demain, il présente un panel de fantasmes classiques de la science-fiction et les manières envisagées pour y aboutir. Il les catégorise en trois classes.
La classe I regroupe les réalisations encore impossible, mais que nous sommes en bonne voie de réaliser dans les prochains siècles. Elles sont descriptibles selon les lois physiques telles que nous les connaissons aujourd’hui, mais présente de difficultés techniques que nous n’avons pas encore surmonté.
La classe II regroupe les réalisations encore impossibles. Elles sont à la frontière de notre compréhension des lois physiques, mais elles restent envisageables, de telle sorte que l’humanité pourrait les inventer, dans quelques dizaines de millénaires….
La classe III, enfin, regroupe ce qui viole irrémédiablement les lois de la physique et sont totalement inenvisageable, sauf découverte bouleversant totalement notre conception des lois régissant l’univers.
Les sujets présentés sont :
Classe I :
• Les Champs de force
• L’Invisibilité
• Les Phasers et les Etoiles de la mort façon Star Wars
• La Téléportation
• La Telepathie
• La Psychokinésie
• Les Robots
• Rencontre du troisième type
• Vaisseaux spatiaux
• Maîtrise de l’antimatière
Classe II :
Vitesse supérieure à celle de la lumière
Voyage dans le temps
Univers parallèles
Classe III :
o Machines à mouvement perpétuel
o La Precognition
Je vais essayer de vous faire pour chaque chapitre un très bref résumé des solutions envisagées, et proposer leurs transcriptions dans l’univers de Polaris.
Classe I :
1) Les Champs de force
En Physique, les champs de forces, découverts par faraday, expriment l’influences des quatres force dans l’univers. : la gravité , l’électromagnétisme et les forces nucléiques faibles et fortes.
La première ne peut servir dans un champ de force défensif : elle attire et non repousse. D’autre part, elle est très faible : il faut la masse d’une planète pour attirer un objet aussi léger qu’une plume …
La deuxième est facilement neutralisable : les matériaux isolants comme le plastiques ne sont pas affectés par lui. Elle agit sur de larges distances et ne peut être appliquée sur un plan.
La force faible est celle qui pousse les atomes à se désagréger, engendrant de la radioactivité
La force forte maintient ensemble les composantes de l’atomes. Elles ne peuvent pas non plus être utilisées car leur rayon d’action est limité à l’échelle atomique.
A l’aide d’un champ électromagnétique, on peut créer un champ de plasma :
Un tel appareillage est utilisé pour créer un plasma en chauffant un gaz. « La fenêtre à plasma » est utilisée dans les écrans du mêmes nom ou dans des laboratoires pour faire le vide. Pour en faire un champ de force qui vaporiserait des projectiles, il faudrait disposer plusieurs couches de plasma, d’une température très élevée, et donc de disposer d’une source d’énergie particulièrement abondante pour alimenter ce dispositif. (dans Polaris, champ thermique défensif).
Aure solution : se placer dans un cube de laser de haute énergie, qui vaporiserait de la même manière tout projectile.
Ou utiliser un champ électromagnétique qui déploierait une couche de nanotubes de carbone, qui sont plusieurs fois plus résistant que l’acier. Son aspect est celui d’une armure Darken de la firme néo-tech. Il peut aussi convenir pour un champ d’interdiction totale (cf. LDB page 376)
Conclusion : les champs de force « classiques » de la SF, et que l’on retrouve à quelques milliers de sol dans Polaris sont impossibles, et l’armure la plus rare 1 million de sols est la plus facile à réaliser… (mais néanmoins très coûteuses….)
Les champs de force ont une autre utilité : repousser la gravité et permettra la sustentation, façon landspeeder de Star wars.
C’est en partie possible, comme avec les maglev : trains à lévitation magnétique :en utilisant des aimants se repoussants, de tels trains lévitent à quelques mm de hauteur : il n’y a plus de friction entre les roues et les rails, donc pas de perte d’énergie par ce biais.
Cette méthode est très chère. Pour accroître son efficacité, il faudrait pouvoir utiliser des matériaux supraconducteurs à température ambiante. (encore inconnu : pour le moment, la température la plus élevée que l’on ait pu obtenir pour un supraconducteur est de 138 K, soit – 135 ° C)
Enfin, on peut faire léviter un être vivant : l’eau est diamagnétique lorqu’elle reçoit un champ magnétique : on a selon ce principe réussi à faire léviter une grenouille (un être vivant est constitué de plus de trois quarts d’eau) de quelques cm…
2) L’Invisibilité
Certains métamatériaux peuvent devenir invisible : on l’a déjà fait ! Ces matériaux particuliers sont des matériaux composites enveloppés de circuits de cuivre, qui ont en effet la propriété de dévier certaines ondes électromagnétiques, comme des rayons lumineux à certaines fréquences
Un tel métamatériau a déjà été réalisé : il est ainsi invisible aux micro-ondes. Ils laissent toutefois une ombre ténue.
L’exploit a été réalisé avec des infra-rouges. Puis avec de la lumière rouge
Un autre métamariau, appelé « plasmonic » est capable d’être presque invisible aux bandes bleu-vert
Ces découvertes seront utilisées d’abord pour leur effet de canalisation de la lumière, permettant de fabriquer des microscope plus précis, à des échelles plus petites, ou des microprocesseur fonctionnant à la lumière plutôt qu’à l’électricité.
Ces applications sont toutefois confinées à l’échelle du micromètre. Pour des objets plus grands, cette invisibilité en serait qu’à deux dimensions.
Il y a aussi un gros problème : en rendant invisible un objet/personne, le monde est aussi invisible pour cette personne/objet, puisqu’elle ne reçoit aucune lumière.
Une autre option est l’utilisation d’hologramme, et projeter devant l’objet l’image de ce qu’il y a derrière lui, le masquant en conséquence. Mais ceci ne serait possible que sur 2D : en se décalant légèrement, la supercherie serait facilement découverte. Un tel écran de camouflage en 3D et en mouvement pour suivre une personne nécessiterai un ordinateur très puissant pout computer les données de caméras et les restituer sur l’écran holo
3) Les Phasers et les Etoiles de la mort façon Star Wars
Avantages des fusils lasers : ils sont invisible (le rayon n’est visible que par le point d’impact.
Désavantage : ils sont imprécision : le rayon se déconcentre et diffuser, perdant autant de sa puissance.
Pour obtenir un rayon létal, il faut une source énorme d’énergie,
Ils peuvent êtres instables : si le cristal qui permet de « laser » est ébrécher, par un choc ou un excès d’énergie qui vient modifier sa structure. En théorie, tirer un coup de laser suffisamment puissant pour tuer quelqu’un, il faut une énergie qui fera exploser l’appareil, et vous avec par la même occasion.
On peut donc créer des mines laser : des canons lasers qui ne tireront qu’un seul coup. C’st cher, et sous l’eau cela risque de ne pas être aussi efficace que voulu, à cause de la diffraction due à l’élément liquide
Les sabres lasers sont impossibles : la lumière ne peut être solidifié, et encore moins stoppé.
A la rigueur un sabre à plasma à température extrêmement élevée pourrait ressemble à cela, mais d’une part l’utilisateur doit supporter cette chaleur et deuxièmement, l’appareil serait très gourmant en énergie, genre :
Sur l’étoile Noire :
« Paré à tirer, Moff Tarkin !
- parfait, feu sur Aldérande !! »
Bruit de chute de tension, le poste de commandement est plongée dans le noir
« Lieutenant, que se passe-t-il ?
- désolé Grand Moff, mais c’est l’heure où le seigneur Vador s’entraîne au sabre laser…. »
Quant à construire une étoile Noire… actuellement, envoyer une livre de matériel en orbite coûte 700 000 $. Le coût d’une telle installation, est aujourd’hui prohibitif. (mais peut-être pas pour une future civilisation militariste de type III (d’échelle intergalactique, donc), dans quelques millions d’années).
En ce qui concerne la construction d’un canon laser capable de détruire une planète, c’est possible : en alimentant un laser à rayon X à l’aide de bombes. Il en faudrait plusieurs milliers, soit l’équivalent américain ou russe de missiles nucléaires tactiques. Le seul problème est l’explosion qui alimente en énergie ces lasers : elles détruiraient le support. Bref, cela donnerait une étoile noire à coup unique. Mais, en tout cas c’est possible dès aujourd’hui: on peut faire sauter notre planète pour en détruire une autre.
4) La Téléportation
Il est possible de téléporter l’information d’un photon, d’un électron, ou d’un proton, voire de plusieurs atomes
Téléporter des molécules complexes, voire des cellules sera sans doute possible, à l’aide de réplicateur à l’arrivée.
Mais téléporter des objets entiers, dont la taille est telle que l’on les distinguer à l’œil nu, est une impossibilité de classe II.
5) La Télépathie
Un appareil peut observer les flux électriques dans le cerveau, et y associer des schémas de pensée simple comme « attention danger ! ». Ainsi, l’appareil pourra transmettre ce message simple à une autre personne via un signal radio. Mais pour le moment, les appareils nécessaires font la taille d’une pièce, et ne sont donc pas transportables.
Pour des signaux plus complexes c’est presque impossible : on ne peut associer un mot. Par ailleurs La télépathie ne pourrait pas être un langage universel franchissant la barrière des langues (classe II)
6) La Psychokinésie
Même principe que pour le sujet précédent, mais le récepteur est une machine. Il a ainsi été possible récemment pour des tétraplégiques de diriger leur fauteuil roulant par la pensée, voir des bras mécaniques.
Rien n’interdirait à un personnage paralytique de diriger son armure de plongée dans Polaris.
Mais seulement pour des tâches assez simples.
7) Les Robots
Le mot « robot » est tchèque. Il désigne les tâches laborieuses, les corvées. De nombreux déjà existent aujourd’hui, pilotés par des programmes simples
Créer un robot pensant n’est pas une mince affaire. Pour le moment, les plus avancés sont encore moins intelligents qu’un insecte. Leurs inventeurs peinent à leur faire réaliser des tâches qu’un bête cafard réalise quotidiennement.
Il y a deux obstacles à l’intelligence artificielle, au-delà de la capacité de calcul : la reconnaissance « d’objets » (savoir isoler et comprendre un signal dans un environnement, sans que les caractéristiques de ce signal soient connues à l’avance) et le sens commun (par exemple, comprendre intuitivement que le feu brûle et que l’eau mouille, que les mères sont plus âgées que leurs filles, etc).
L’approche consistant à entrer un programme dans un robot se heurte à l’immense quantité d’informations à entrer… et surtout ne parvient pas à créer un programme qui dote l’ordinateur du sens commun, et à utiliser ses capacités pour naviguer dans un environnement inconnu.
Quand nous entrons dans une cuisine, nous reconnaissent facilement les différents outils, tables chaises, quelque soit leur forme ou couleur. Un robot ne voit qu’en ensemble de lignes de carrés en deux dimensions. Il ne peut reconnaître ces objets qu’après une longue digestion de toutes les données, pixel après pixel.
Pour le sens commun Douglas Lenat a tenté de créer un robot pensant en lui inculquant une par une toute les lois du sens commun. Ce projet a commencé e 1984 mais n’a toujours pas abouti. Actuellement, son programme contient 47 000 concepts et 306 000 faits. Il en faudrait encore des millions pour que l’ordinateur ait le sens commun d’un enfant de trois ans.
L’approche contraire, qui consiste à éduquer un robot de la manière qu’un bébé apprend à connaître son environnement et à le comprendre. Le robot est conçu avec une tête, des « yeux », et des bras et était programmé pour se focaliser sur les humains, qui tentent de lui inculquer des compétences simples…
Les différents programmes ont échoué.
Le paradoxe est ainsi que les robots peuvent accomplir des prouesses mathématiques inaccessibles à l’humain, mais qu’ils sont incapable d’accomplir les tâches les plus simples pour un être vivant de QI supérieur à l’huître.
Le problème des émotions et également important : elles nous portent à faire des choix, quand un robot ne prendra que celles dictées par son programme.
Rencontre du troisième type
Peu de choses intéressantes. Si des ET supérieurs à la bactérie existent, le programme SETI ne les a jamais détecté. Ils seront très probablement basés sur le carbone, comme nous, avec des organes préhensibles, des yeux, et la capacité de communiquer.
Quant aux UFOs, la plupart sont soit des canulars, soit des confusions avec des phénomènes météo, ou avec des astéroïdes rentrant dans l’atmosphère terrestre. Parfois, les armées ont encouragés ces histoires pour masquer leurs essais. (Avions furtif, ou comme dans le cas de Roswell, des ballons-sondes. Celui de Roswell avait été conçu pour détecter les radiations en cas de conflit nucléaire…. et surtout pour aller jeter un œil pour savoir si l’URSS allait parvenir à fabriquer la bombe).
9) Vaisseaux spatiaux
Propulsion chimique : combustion de carburants liquides : mode de propulsion actuelle : suffisant pour des voyages dans la banlieue terrestre, insuffisante au-delà
Moteurs ionique : leur poussée est très faible, mais dure très longtemps : c’est ce type de propulsion qui a été utilisé pour la sonde Deep Star I, et son moteur a duré 678 jours. Depuis, cette technologie a souvent utilisée pour des sondes et autres appareils automatiques, où la durée de la mission n’est pas un facteur limitant.
Moteur à plasma : utilise un jet de plasma pour se propulser : le moteur fonctionne en projetant des micro-ondes pour chauffer un gaz d’hydrogène jusqu’à la température d’1 million de degré. Cette technologie n’a encore jamais été utilisée lors de vraies missions. Pour un voyage vers Mars, la durée du trajet tomberait à quelques mois, pour plus d’un an actuellement.
Pour les voyages vers d’autres étoiles, il faudrait pouvoir disposer d’équipement particulier pour collecter de l’hydrogène en cours de route. Ce qui pose un problème de taille : l’entonnoir pour récupérer l’hydrogène devrait avoir un diamètre de plus d’une centaine de kilomètre.
Voile Solaire : une vieille idée, mais peu réalisable : les quelques essais de prototypes à échelle réduite furent des échecs.
En outre, envoyer une voile solaire vers une autre étoile requerrait qu’elle fasse plusieurs centaines de kilomètres carrés, et propulsé depuis la lune par une batterie de lasers, le vent solaire ne suffisant clairement pas. Ce qui a aussi pour conséquence que la voile ne peut aller que dans une seule direction, poussée par les lasers : elle ne peut revenir.
Propulsion nucléaire : son manque de stabilité pose de gros problèmes, le programme qui étudiait ce mode de propulsion a été clôt en 1972, faute de résultats encourageants.
Propulsion à l’antimatière : ce serait le meilleur moyen… en théorie.
Michio kaku évoque aussi la construction d’un ascenseur spatial, pour amener le matériel nécessaire à la création de vaisseau en orbite. Le problème est qu’un tel câble/conduit devrait supporter entre 60 et 100 gigapascals de pression, quand l’acier rompt à 2gigapascals…
Un nanotube de carbone aurait ne résistance de 120 GPa, et constitue une piste pour résoudre ce problème.
Un canon magnétique pour envoyer du matériel est aussi envisagé. Mais la force appliquée au projectile l’endommage, lui et le canon. En outre, le départ inflige quelques centaines de g au projectile : un homme ne peut en supporter plus d’une quinzaine/vingtaine…
10) Maîtrise de l’antimatière
On sait fabriquer de l’antimatière. A un coût prohibitif, pour un quantité infinitésimale.
Détail : une bombe à antimatière ne dévorerait pas la matière façon trou noir. Ce serait simplement une bombe dont le rendement serait de 100% (matière et antimatière fusionne en pure énergie) au lieu du 1% d’une bombe à l’uranium.
Classe II :
Vitesse supérieure à celle de la lumière
Selon les équations d’Einstein, aller plus vite que la lumière requiert soit une masse négative, soit une énergie négative. L’une et l’autre ne se trouvent pas sous le sabot d’un cheval. La première serait repoussée par gravité par tout ce qui a une masse positive, elle ne peut donc qu’être repoussés par notre univers, et se trouverait en dehors. On ne l’a jamais encore observée
L’existence de l’énergie négative, elle, a été démontrée dès 1948. Mais elle est infinitésimale, et on ne voit pas bien comment on pourrait l’utiliser pour un voyage spatial.
Quant à l’hypothèse des trous de vers, elle serait possible en « ouvrant » un trou noir, au prix de la dépense d’une énergie faramineuse : pour ouvrir un tunnel d’1 mètre de diamètre dans un trou noir, il faudrait une quantité d’énergie négative dont la masse égalerait celle de Jupiter…
Voyage dans le temps
C’est possible le russe Sergei Avdeyev, qui au bout de 738 jours de révolution orbitale autour de la Terre, a ainsi gagné une avance
e 0.02 secondes sur le reste du monde. A priori, tout voyageur dans l’espace va un peu plus vite dans le temps par rapport au référentiel temporel géocentrique. Mais la durée ainsi parcourue est faible, dépendant beaucoup de la vitesse du moyen de transport, et dans une unique direction.
Les débats scientifiques pour déterminer si le voyage dans le temps est compatible avec les lois physiques sont toujours en cours. (et j’avoue avoir la flemme de les résumer)
Univers parallèles
Les univers parallèles peuvent être supposés, mais ils demeurent confinés dans le domaine théorique. On peut les catégoriser en trois types :
Dimensions supérieures : nous percevons le monde en trois dimensions spatiales, et une quatrième, temporelle. Certaines versions de la théorie des cordes en prévoient jusqu’à 11. Mais on ne sait comment y accéder, et de toute manière elles ne seraient pas observables par un humain (ce serait comme marcher dans un endroit en étant privé de nos cinq sens)
Le Multivers : il existerait une multitude d’univers, dans lesquels les constantes physiques seraient différentes d’un univers à l’autre (l’immense majorité serait alors invivable pour nous)
Dans les deux cas, on ne sait pas comment y accéder
Classe III :
o Machines à mouvement perpétuel
De nombreux escrocs à travers l’Histoire et de nos jours ont prétendu avoir mis au point une telle machine. Mais son principe même viole les lois fondamentales de la thermodynamique. L’énergie n’est pas gratuite.
o La Précognition
Si le monde était totalement newtonien, il pourrait être prévisible… à condition de disposer d’un ordinateur qui puisse recevoir tous les faits passés et les analyser pour en tirer des certitudes à venir.
Ce qui n’est pas le cas, et l’est d’autant moins que nous générons de plus en plus d’information diverses et variées.
A noter : l’antimatière est une matière qui a reculons dans le temps, dans le sens inverse de la matière : en analysant des antiéléments, on pourrait peut-être prédire certains évènements ?
Invérifié à l’heure actuelle.)
Langue :
