La physique a un boeuf avec Avengers Endgame. Spoilers!


Quand tu regardes merveille superproduction Avengers: Fin de partie, vous pouvez vous asseoir et profiter de la balade pendant que nos héros tentent de sauver l'univers. Mais si vous faites partie de ceux qui espèrent que les points clés de l'intrigue du film MCU reposent sur des bases scientifiques solides, nous avons de mauvaises nouvelles.

Tout d’abord, si vous n’avez pas regardé le film, ARRETEZ DE LIRE MAINTENANT. Ceci est votre avertissement de spoiler.

Marvel Studios

Parce que ce dont on discute ici, c'est du temps VoyageIron Man et le reste des Avengers sortent de leur tristesse post-Thanos. Les personnages s’efforcent de distinguer leur approche du voyage dans le temps de Back to the Future et de tout le reste, mais ce n’est pas Hollywood, mais Heisenberg.

"En termes simples, je ne crois pas que tout ce que nous avons appris sur la gravitation et la mécanique quantique donne à penser qu'il est possible de voyager dans le temps dans le passé", a déclaré Leonard Susskind, un professeur influent de Stanford dont la renommée en physique contribue à créer la théorie des cordes, repenser fondamentalement les lois de l'univers.

Même l'approche la plus plausible du voyage dans le temps – des trous de ver pouvant relier différents points de la structure temporelle et spatiale de l'univers – nécessite certaines formes de matière sérieusement étranges et potentiellement inexistantes. Vous ne pourrez pas voyager dans le temps pour assassinez votre grand-père, beaucoup moins ressusciter le Univers cinématographique Marvel Franchise Spider-Man.

Mais la bonne nouvelle pour les amateurs de voyages dans le temps est que les physiciens ont pris les voyages dans le temps plus au sérieux au cours des dernières décennies. Regardons.

Merci, Albert Einstein et vos maths fous

La principale raison de l'optimisme: la mathématique de La théorie de la relativité générale d'Einstein ouvrez des possibilités très intéressantes.

"La relativité générale peut permettre un voyage dans le temps", a déclaré physicien Stephen Hawking a déclaré. "Les fans de science-fiction ne doivent pas perdre courage."

La relativité générale décrit l’univers comme quatre dimensions – les trois dimensions familières de l’espace, liées à une dimension temporelle. Cela explique la gravité comme une flexion dans cet espace-temps. La relativité est bizarre et a éveillé l'esprit de beaucoup de gens, mais vous connaissez probablement bien l'idée visualisée dans un espace à deux dimensions avec des soleils et des planètes représentées par de lourdes balles étirant une feuille de caoutchouc. Les résultats d'Einstein sont vérifiés par des phénomènes tels que la fréquence légèrement plus lente de l'horloge satellite GPS que celle de la Terre et le phénomène de lentille gravitationnelle dans lequel des galaxies massives courbent la chemin de lumière voyageant de galaxies plus lointaines.






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Marcher une boucle dans un espace tridimensionnel n'est pas époustouflant. Mais les maths de la relativité ouvrent également une autre option pour voyager dans un chemin qui inclut la dimension temporelle – ce qui s'appelle un courbe temporelle fermée. En fait, suivre une telle courbe pourrait vous ramener à votre point de départ au même moment où vous êtes parti.

Les recherches réelles sur les voyages dans le temps reposent souvent sur des structures prenant en charge des courbes temporelles fermées. Ceux-ci incluent des trous noirs, des cylindres infiniment longs – et l’idée de voyage dans le temps la plus populaire, les trous de ver.

Wormhole errant

Les trous de ver font partie intégrante des films de science-fiction pour une bonne raison. Ils offrent un moyen de relier différents lieux et moments de l'univers, avec deux bouches différentes reliées par un tube pour se déplacer d'un côté à l'autre.

Diagramme de machine à remonter le temps

Un article de 1998 décrit un mécanisme permettant de transformer un trou de ver en une machine à remonter le temps. L’entrée du côté gauche reste immobile tandis que celle située à l’autre extrémité du tube, à droite, s’éloigne et revient à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, ce qui réduit le temps de déplacement.

Michael Morris, Kip Thorne et Ulvi Yurtsever / Institut de technologie de Californie

Eh bien, au moins s'ils existent.

La clé du voyage dans le temps dans un ver est d’accélérer l’une de ses deux bouches jusqu’à une vitesse proche de la lumière afin qu’une horloge y tourne relativement lentement, puis de remettre la bouche dans la bouche immobile où le temps s’est écoulé plus lentement. "En traversant le trou de ver de la bouche droite à la gauche, on peut voyager dans le passé", a déclaré Caltech Kip Thorne, physicien lauréat du prix Nobel, qui a contribué à légitimer les enquêtes scientifiques sur les voyages dans le temps et ses collègues Article de 1998 sur les vortex et le voyage dans le temps.

Voici cependant un problème: vous devez empêcher le vortex de s’effondrer.

"La connexion entre une partie de l'espace-temps et l'autre ne dure pas assez longtemps pour que rien ne passe", a déclaré Richard Muller, professeur de physique à l'Université de Californie à Berkeley et auteur de Now, The Physics of Time. Chaque extrémité du trou de ver s'effondrerait dans un trou noir.

Avec une forme de matière dite exotique – quelque chose avec une densité d'énergie négative – vous pouvez laisser les trous de ver ouverts, mais personne ne sait si cela est même possible, si ce n'est aux plus petites échelles de la mécanique quantique.

"Vous avez besoin de quelque chose de très spécial", a déclaré Muller. "Même énergie noire ne le fait pas ", a-t-il déclaré, évoquant le phénomène relativement récent découvert provoquant l'accélération de l'expansion de l'univers.

Un autre problème: pour faire un trou de ver, il faudrait reculer l’espace-temps. Alors oui, faire quelque chose d'aussi énorme que ce que fait le soleil, mais d'une manière profondément différente.

Mais hé, l’humanité a découvert des choses assez étranges, alors peut-être qu’un tel type de technologie sera à notre portée.

"Vous pouvez imaginer une civilisation avancée les créant à l'avenir", a déclaré Muller à propos de l'ingénierie des trous de ver. "Revenons quelques siècles en arrière et personne n’imaginerait ce que nous pourrions faire avec l’énergie nucléaire."

Voyage plus rapide que la lumière

Les équations d'Einstein montrent que plus vous voyagez vite, plus le temps passe lentement par rapport à la région où vous avez commencé à accélérer. Ils indiquent également que le temps passe en arrière si vous dépassez la vitesse de la lumière.

Dommage que vous ne puissiez pas aller aussi vite. "Cela prendrait une quantité infinie de puissance pour accélérer au-delà de la vitesse de la lumière", a déclaré Hawking.

La relativité signifie en fait que vous pourriez voyager dans le futur. Accélérez dans un vaisseau spatial pendant quelques décennies pour voyager à une vitesse proche de celle de la lumière, puis tournez-vous et ralentissez et vous aurez vieilli pendant ces quelques décennies, alors que les siècles passaient pour la planète.

Nous n'avons rien de proche d'un système de propulsion qui pourrait alimenter ce type de vaisseau spatial. Si nous pouvions nous tenir très près d’un trou noir en rotation rapide, le temps passerait relativement lentement – comme dans le film Interstellar, où une heure sur une planète signifiait sept ans passés sur Terre. (Thorne, un conseiller du film, a d'ailleurs approuvé cette idée.)

S'emballer autour des cylindres Tipler

Voici un autre endroit où vous pourriez trouver une courbe temporelle fermée: un très grand cylindre qui tourne très très vite.

"La relativité générale suggère que si nous construisons un cylindre rotatif suffisamment grand, nous créons une machine à remonter le temps", a conclu le physicien Frank Tipler dans un Papier de 1974. Là encore, il existe des préoccupations pratiques, telles que l'exigence selon laquelle le cylindre doit être inutilement long – à l'infini, ou peut-être très long si vous êtes proche du milieu – et fabriqué dans des matériaux suffisamment solides pour ne pas voler en éclats lorsque tournés rapidement.

Ce travail a inspiré l’auteur de science-fiction Larry Niven à écrire un nouvelle avec exactement le même titre comme document de Tipler: "Les cylindres en rotation et la possibilité d’une violation globale de la causalité". (Bien que les cylindres de Tipler soient courants dans les discussions sur les courbes temporelles fermées, notez que les travaux ultérieurs de Tipler reliant la physique et le christianisme scientifiques aliénés qui scepticisme exprimé, pour le dire poliment.)

Au revoir, libre arbitre

Hollywood pourrait avoir un autre gros problème avec la physique: le voyage dans le temps enlève tout contrôle réel que chacun de nous a sur son propre avenir, a déclaré Muller.

"Si les trous de ver existent et que nous pouvons remonter dans le temps, c'est une conséquence en physique que nous ne serions pas en mesure d'exercer notre libre arbitre. Nous ne pourrions pas changer d'avis", a-t-il déclaré. Il expose son cas dans un paradoxe qu’il appelle le meurtre par tachyon impliquant un pistolet qui peut tirer des particules plus rapides que la lumière.

Vous pourriez dire que la plupart des Avengers: La phase finale suit un chemin assez prévisible. Mais des personnages qui n'ont pas de réelle capacité à influer sur leur avenir? Espérons que cela ne rentre jamais dans les films.

Publié à l'origine le 27 avril.
Mise à jour du 29 avril: Ajoute des informations supplémentaires sur l’ingénierie des trous de ver.



Source: Cnet