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Une prochaine mission spatiale au cours du XXIe siècle pourra-t-elle frôler un trou noir ?

Albert Einstein a passé les 30 dernières années de sa vie à tenter de réfuter l’interprétation orthodoxe de la mécanique quantique, avec son fameux article sur le paradoxe EPR notamment, mais aussi à tenter d’unifier la force électromagnétique avec la force gravitationnelle.

Dans ce dernier cas, on aurait pu imaginer que les lois de l’Univers étaient de telle sorte que l’on aurait pu manipuler la gravité et plus généralement la structure de l’espace-temps en utilisant convenablement la force électromagnétique. En fait, c’est ce que l’on constate dans bien des œuvres de science-fiction où les héros possèdent des dispositifs électroniques générant de l’antigravité, capables d’ouvrir un trou de ver ou encore de permettre de dépasser la vitesse de la lumière.


100 ans de « sorcellerie » quantique : qu’aurait dit Einstein s’il avait su les résultats de l’expérience d’Alain Aspect ?

En 1925, Albert Einstein déclarait dans une lettre à Michele Besso, son ancien condisciple de l’École polytechnique fédérale de Zurich, que Heisenberg avait accompli un véritable travail de sorcellerie en découvrant la description matricielle de la mécanique quantique. Plus tard, il parlera aussi de l’action fantomatique à distance impliquée par sa découverte théorique de l’intrication quantique via l’effet EPR, dont il pensait qu’elle réfutait l’interprétation orthodoxe de la mécanique quantique. Nous avons fêté en 2025 le centenaire de cette théorie sur laquelle Einstein et Niels Bohr, découvreur du premier modèle quantique de l’atome, n’étaient pas d’accord quand il s’agissait de l’interpréter. Mais, qu’aurait pensé Einstein des résultats de l’expérience d’Alain Aspect, tranchant partiellement le débat entre les deux hommes et qui lui a valu le prix Nobel de physique en 2022 ? Tout en présentant ses travaux sur la question, Alain Aspect a tenté de répondre à cette question dans un ouvrage publié aux éditions Odile Jacob et qui vient de recevoir l’un des prix Cosmos 2026…. Lire la suite

Hélas, il n’en est rien et il ne semble y avoir aucun moyen vraiment pratique pour réaliser des voyages interstellaires, même si quelques projets ont été proposés pour que des sondes puissent atteindre une fraction de la vitesse de la lumière. En fait, il n’y aurait que pour des super IA conscientes, et pas des Homo sapiens, que le voyage entre les étoiles serait possible.

On aimerait bien quand même, en un temps inférieur à celui d’une vie humaine, pouvoir envoyer au moins une sonde pour qu’elle frôle un système d’exoplanètes et qu’elle renvoie en direction de la Terre des images rapprochées de leurs surfaces, ainsi que des données scientifiques que l’on ne peut pas vraiment obtenir de façon satisfaisante avec des télescopes sur Terre.

100 millions de trous noirs dans la Voie lactée ?

Les exoplanètes ne sont pas les seuls objets astrophysiques où l’on aimerait faire la même chose. Une mission à destination d’un trou noir stellaire serait aussi très intéressante. Récemment, le physicien Cosimo Bambi, de l’université Fudan à Shanghai, a fait une proposition en ce sens dans un article que l’on peut consulter sur arXiv.

Une vue d'artiste de Cygnus X-1 et de son étoile compagne, une géante bleue. © Nasa/CXC/M.Weiss
La nature du premier trou noir découvert, Cygnus-X1, précisée grâce à Ixpe

Cela fait 50 ans qu’il fait l’objet de l’attention des astrophysiciens. Le premier candidat au titre de trou noir découvert dans la Voie lactée, Cygnus X-1, a été étudié à nouveau mais avec des télescopes X de dernière génération, notamment celui à bord du satellite de la Nasa Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (Ixpe). La polarisation des rayons X a révélé de nouveaux détails quant à l’environnement matériel entourant le trou noir que l’on peut considérer comme un micro-quasar avec ses jets de matière…. Lire la suite

On pourrait penser que cette idée ne tient pas la route, car le trou noir le plus proche que nous connaissions s’appelle Gaia BH1 et il se trouve à 1 560 années-lumière du Soleil dans la Voie lactée. Il faut se souvenir toutefois que d’après des estimations crédibles, depuis sa naissance, environ 100 millions de trous noirs stellaires – dont la majorité seraient isolés et donc invisibles car ne possédant pas de disques d’accrétion chauds rayonnant comme c’est le cas avec Cygnus X1 – se seraient formés et sont donc présents dans notre Galaxie.

Une vue d'artiste de la voile photonique propulsée par des faisceaux laser du projet Breakthrough Starshot. Elle emporte une sonde miniaturisée équipée d'un générateur électrique minuscule contenant un radio-isotope et qui alimentera une source laser tout aussi minuscule. La voile recevant la poussée laser en provenance de la Terre servira donc aussi d'antenne pour réémettre en direction de notre planète les images et les données que la sonde aura collectées lors de son bref passage, une heure seulement !, dans le système stellaire d'Alpha du Centaure. Le projet prévoit un grand nombre de sondes car, à une elle vitesse, les chocs avec les grains de poussières interplanétaires et interstellaires pourraient être fatals. © Breakthrough Starshot
Hawking et Milner veulent expédier une sonde vers les étoiles

Le 12 avril 1961, Youri Gagarine atteignait l’espace. Pour célébrer ce 55e anniversaire, le milliardaire russe Youri Milner annonce, avec le soutien de Stephen Hawking, un voyage interstellaire : c’est le projet Breakthrough Starshot, une nanovoile photonique propulsée par des faisceaux laser à destination des étoiles les plus proches du Soleil, dans le système d’Alpha du Centaure…. Lire la suite

Statistiquement, l’un d’eux pourrait se trouver à seulement 20 ou 25 années-lumière de la Terre, ce qui fait qu’une mission serait envisageable en moins d’un siècle. Mais, en fait, comment s’y prendre vraiment ?

Une voile photonique pour atteindre 30 % de la vitesse de la lumière

Cosimo Bambi a tout simplement recyclé l’idée de base du projet Breakthrough Starshot, c’est-à-dire utiliser une minuscule sonde interstellaire d’un gramme, fixée à une voile photonique de dix mètres carrés et propulsée par le souffle d’un laser qui l’accélérerait jusqu’au tiers de la vitesse de la lumière. Le voyage durerait entre 60 et 70 ans. Incapable de ralentir, la sonde survolerait rapidement le trou noir avant d’envoyer ses données vers la Terre, portant la durée totale de la mission à environ un siècle.

Une vue d'artiste de la voile photonique propulsée par des faisceaux laser et issue du projet Breakthrough Starshot. Elle emporte une sonde miniaturisée, équipée d'un générateur électrique minuscule contenant un radio-isotope et qui alimentera une source laser tout aussi minuscule. La voile recevant la poussée laser en provenance de la Terre servira donc aussi d'antenne pour réémettre en direction de notre planète les images et les données que la sonde aura collectées lors de son bref passage (une heure seulement !) dans le système stellaire d'Alpha du Centaure. Le projet prévoit un grand nombre de sondes car, à une telle vitesse, les chocs avec les grains de poussières interplanétaires et interstellaires pourraient être fatals. © Breakthrough Starshot
Une sonde interstellaire aurait bien des problèmes à résoudre pour atteindre Proxima b

Une sonde interstellaire pourra-t-elle atteindre une exoplanète au cours du XXIe siècle ? Peut-être grâce au projet Breakthrough Starshot. Mais, tout comme la sonde envisagée dans les années 1970 dans le projet Daedalus, elle devra surmonter plusieurs obstacles, comme l’effet des rayons cosmiques sur son électronique et celui des collisions avec les poussières et les grains interstellaires. Une solution existe…… Lire la suite

Mais, comme dans le cas du projet Breakthrough Starshot, il faudrait construire un laser colossal, garantir la survie de la sonde pendant des décennies et transmettre des données sur plusieurs dizaines d’années-lumière. Nous ne disposons pas encore vraiment des technologies nécessaires, mais elles ne sont peut-être pas hors de portée.

Dernier problème et pas des moindres, il faudrait que le trou noir suffisamment proche pour une telle mission ne soit pas complètement indétectable, par exemple parce qu’il absorberait quand même un peu de matière en passant dans un nuage interstellaire ou parce qu’on aurait repéré un effet de microlentille gravitationnelle avec lui, comme on a tenté de le faire avec des trous noirs primordiaux.


Source:

www.futura-sciences.com

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