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L’EmDrive peut-il réellement fonctionner pour les voyages dans l’espace?

Le « EmDrive » prétend rendre possible l’impossible: une méthode pour pousser un vaisseau spatial sans avoir besoin de – enfin, de pousser. Pas de propulsion. Pas d’échappement. Branchez-le, allumez-le et vous pourrez naviguer vers la destination de vos rêves.

Mais l’EmDrive ne viole pas seulement notre compréhension fondamentale de l’univers; les expériences qui prétendent mesurer un effet n’ont pas été reproduites. Quand il s’agit de l’EmDrive, continuez à rêver.

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Les micro-ondes du futur

Il porte différents noms – l’EmDrive, le Q-Drive, la cavité résonnante RF, l’impossible Drive – mais toutes les incarnations de l’appareil prétendent faire la même chose: faire rebondir des radiations à l’intérieur d’une chambre fermée, et presto-chango vous pouvez obtenir la propulsion.

C’est un gros problème, car toutes les formes de fusées (et en fait, toutes les formes de mouvement dans tout l’univers) nécessitent la conservation de l’élan. Pour vous mettre en mouvement, vous devez pousser quelque chose. Vos pieds poussent hors du sol, les avions se poussent hors des airs et les fusées poussent des parties d’elles-mêmes (par exemple, un gaz d’échappement) par l’arrière pour les faire avancer.

Mais pas l’EmDrive. C’est juste une boîte avec des micro-ondes à l’intérieur, qui rebondit. Et soi-disant, il est capable de se déplacer.

Les explications sur la façon dont l’EmDrive pourrait éventuellement fonctionner dépassent les limites de la physique connue. Peut-être qu’il interagit d’une manière ou d’une autre avec l’énergie du vide quantique de l’espace-temps (même si l’énergie du vide quantique de l’espace-temps ne permet à rien de s’en échapper). Peut-être que notre compréhension de l’élan est rompue (même s’il n’y a pas d’autres exemples dans toute notre histoire d’expérimentation). Peut-être s’agit-il d’une toute nouvelle physique, annoncée par les expériences EmDrive.

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Ne jouez pas avec l’élan

Parlons de la partie dynamique. La conservation de l’élan est assez simple: dans un système fermé, vous pouvez additionner l’impulsion de tous les objets de ce système. Ensuite, ils interagissent. Ensuite, vous additionnez à nouveau les moments de tous les objets. L’élan total au début doit être égal à l’élan total à la fin: l’élan est conservé.

L’idée de la conservation de l’élan nous accompagne depuis des siècles (elle est même impliquée par la célèbre deuxième loi de Newton), mais au début des années 1900, elle a acquis un nouveau statut. Le brillant mathématicien Emmy Noether a prouvé que la conservation de l’élan (ainsi que d’autres lois de conservation, comme la conservation de l’énergie) reflètent le fait que notre univers présente certaines symétries.

Par exemple, vous pouvez choisir un emplacement approprié pour effectuer une expérience de physique. Vous pouvez ensuite reprendre votre expérience de physique, la transporter n’importe où dans l’univers et la répéter. Tant que vous tenez compte des différences environnementales (par exemple, des pressions d’air ou des champs gravitationnels différents), vos résultats seront identiques.

C’est une symétrie de la nature: la physique ne se soucie pas de l’endroit où les expériences ont lieu. Noether s’est rendu compte que cette symétrie de l’espace conduit directement à la conservation de l’élan. Vous ne pouvez pas avoir l’un sans l’autre.

Donc, si l’EmDrive démontre une violation de la conservation de l’élan (ce qu’il prétend faire), alors cette symétrie fondamentale de la nature doit être rompue.

Mais presque toutes les théories physiques, des lois de Newton à la théorie quantique des champs, expriment la symétrie spatiale (et la conservation de l’impulsion) dans leurs équations de base. En effet, la plupart des théories modernes de la physique sont simplement des reformulations compliquées de la conservation de la dynamique. Trouver une rupture dans cette symétrie ne serait pas simplement une extension de la physique connue – cela bouleverserait complètement des siècles de compréhension du fonctionnement de l’univers.

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La réalité de l’expérience

Ce n’est certainement pas impossible (des révolutions scientifiques se sont déjà produites), mais il faudra beaucoup de temps pour que cela se produise.

Et les expériences jusqu’à présent n’ont pas été si satisfaisantes.

Depuis l’introduction du concept EmDrive en 2001, tous les quelques années, un groupe affirme avoir mesuré une force nette provenant de son appareil. Mais ces chercheurs mesurent un effet incroyablement minuscule: une force si petite qu’elle ne pouvait même pas bouger un morceau de papier. Cela conduit à une incertitude statistique et à une erreur de mesure significatives.

En effet, de tous les résultats publiés, aucun n’a produit une mesure autre que «à peine admissible à la publication», et encore moins quelque chose d’important.

Pourtant, d’autres groupes ont développé leurs propres EmDrives, essayant de reproduire les résultats, comme le devraient les bons scientifiques. Ces tentatives de réplication échouent à mesurer quoi que ce soit, ou trouvent une variable confondante qui peut facilement expliquer les maigres résultats mesurés, comme l’interaction du câblage de l’appareil avec le champ magnétique terrestre.

C’est donc ce que nous avons, près de 20 ans après la proposition initiale d’EmDrive: un tas d’expériences qui n’ont pas vraiment abouti, et aucune explication (à part « allons de l’avant et brisons toute la physique, violant toutes les autres expériences des 100 dernières ans « ) de la façon dont ils pourraient fonctionner.

Révolution révolutionnaire et défiant la physique dans les voyages spatiaux ou une chimère? Il est assez clair de quel côté est la nature.

Paul M. Sutter est astrophysicien à SUNY Stony Brook et le Flatiron Institute, hôte de Demandez à un Spaceman et Radio spatiale, et auteur de Comment mourir dans l’espace. Il a contribué cet article à Space.com Voix d’experts: opinions et idées.

En savoir plus en écoutant l’épisode « Le » EmDrive « pourrait-il vraiment fonctionner? sur le podcast Ask A Spaceman, disponible sur iTunes et sur le Web à http://www.askaspaceman.com. Merci à Mitchell L. pour les questions qui ont conduit à cette pièce! Posez votre propre question sur Twitter en utilisant #AskASpaceman ou en suivant Paul @PaulMattSutter et facebook.com/PaulMattSutter.

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