Laurent tourelle
L’humanité pourrait alimenter des vaisseaux spatiaux avec des trous noirs artificiels. Pour explorer la galaxie et au-delà, l’humanité doit surmonter un problème majeur de vitesse. En 2023, la sonde solaire Parker de la NASA a atteint une vitesse record de 635 266 kilomètres par heure, soit seulement 0,059 % de la vitesse de la lumière. À cette vitesse, il faudrait environ 7 700 ans pour atteindre Proxima du Centaure, notre étoile voisine située à 4,2 années-lumière. Ce délai nécessite l’utilisation de vaisseaux générationnels ou de sondes robotisées pour explorer d’autres étoiles.
Ces vaisseaux auraient besoin d’une immense quantité de carburant pour atteindre les vitesses nécessaires.
Les physiciens ont proposé diverses méthodes basées sur la physique actuelle et des concepts plus spéculatifs comme les moteurs à distorsion pour accélérer un vaisseau sans consommer une énorme quantité de carburant. Une des idées consiste à créer un trou noir artificiel et à utiliser le rayonnement Hawking émis par son horizon des événements pour alimenter le vaisseau.
Un trou noir de masse stellaire, formé par l’effondrement d’une étoile massive en une supernova, serait trop grand pour être pratique. Il en serait de même pour un trou noir supermassif. Les trous noirs plus petits émettent un rayonnement plus énergique et à plus haute température, ce qui les rend plus adaptés pour alimenter un vaisseau spatial.
Comment obtenir un trou noir plus petit ?
« Un trou noir de masse stellaire se forme lorsqu’une étoile de plus de 20 masses solaires épuise le combustible nucléaire de son noyau et s’effondre sous son propre poids », explique la NASA .
« L’effondrement déclenche une explosion de supernova qui arrache les couches externes de l’étoile. Mais si le noyau écrasé contient plus de trois fois la masse du Soleil, aucune force connue ne peut empêcher son effondrement en trou noir. »
Des physiciens pensent que des trous noirs primordiaux auraient pu se former dans les premières secondes de l’univers, quand la matière était extrêmement dense. Ces trous noirs, s’ils existent, pourraient avoir une masse très variable, allant de beaucoup plus petite à beaucoup plus grande que celle du Soleil. Cependant, nous n’avons jamais détecté de tels trous noirs, et leur existence reste hypothétique.
Pour alimenter un vaisseau spatial, il faudrait peut-être créer un trou noir artificiel. Une étude de 2009 a exploré cette possibilité, suggérant qu’un trou noir d’un rayon de quelques attomètres, avec une masse d’environ un million de tonnes et une durée de vie de plusieurs décennies à plusieurs siècles, pourrait être réalisable.
Un panneau solaire géant pourrait absorber suffisamment d’énergie en un an pour créer un tel trou noir en concentrant cette énergie en un point minuscule, un processus appelé « Kugelblitz ».
Une fois créé, ce trou noir pourrait accélérer un vaisseau à des vitesses relativistes en quelques décennies. Cependant, créer un moteur basé sur cette énergie serait un défi logistique énorme. L’équipe propose de collecter l’énergie dense émise par l’horizon des événements du trou noir avec des collecteurs ou de générer une poussée en dirigeant les rayons gamma.
En absorbant les rayons gamma dirigés vers l’avant du vaisseau et en laissant les autres s’échapper par l’arrière, une poussée pourrait être générée.
Bien que cette idée soit intéressante, elle pourrait être impraticable à cause des effets quantiques.
Si les trous noirs primordiaux existent, ils pourraient offrir une solution, mais il faudrait d’abord les trouver. Le futur télescope Nancy Grace Roman pourrait aider à cette recherche, mais il est trop tôt pour espérer découvrir un trou noir de la taille et de la proximité adéquates pour alimenter des vaisseaux spatiaux à trous noirs.
L’article est publié sur le serveur de pré-impression arXiv .
