L'Humanité devra quitter le Système solaire si elle veut survivre

Article de Jean Étienne publié le 14 décembre 2006

L'hypothèse d'une catastrophe majeure anéantissant l'humanité n'est pas nouvelle. Cependant, plus on étudie la protohistoire de notre planète ou même de notre Système solaire, et plus cette éventualité semble s'éloigner de la simple conjecture pour devenir plausible, voire probable dans un avenir plus ou moins éloigné.

C'est sur cette constatation que s'est basé le professeur Stephen Hawking, un des plus brillants physiciens de notre époque, pour estimer que si l'humanité veut survivre, elle devra un jour penser à émigrer sur au moins une autre planète compatible à la vie.

"La survie de la race humaine sera menacée tant qu'elle restera concentrée dans sa totalité sur une seule planète. Des catastrophes comme une collision avec un astéroïde sont parfaitement capables de nous détruire tous sans laisser un seul survivant. Lorsque nous aurons pu créer des colonies autonomes dans l'espace lointain, notre devenir sera assuré. Mais des conditions similaires à celles que nous connaissons sur Terre n'existant nulle part dans notre Système solaire, il nous faudra nécessairement rejoindre une planète extrasolaire", a-t-il récemment déclaré en substance dans les colonnes du Daily Telegraph.

Parfaitement conscient que les systèmes de propulsion chimiques actuels des vaisseaux spatiaux ne permettraient pas d'entreprendre un tel voyage sinon en acceptant d'y consacrer quelques dizaines de millénaires, Stephen Hawking propose de développer l'idée de la déformation de l'espace qui permettrait, en théorie du moins, de se déplacer instantanément au point de destination quelle qu'en soit la distance. Cette théorie, dont l'étude n'en est qu'à peine à ses balbutiements, postule qu'un objet pourrait franchir des distances énormes en empruntant un raccourci entre deux points d'un espace courbe replié sur lui-même, ou en passant par un "trou de ver", sorte de vortex spatio-temporel dont le concept reste actuellement confiné à la science-fiction... Mais n'a-t-on jamais constaté que si on laisse faire le temps, la réalité finit bien souvent par dépasser les concepts de science-fiction les plus débridés ?

Malheureusement, nos moyens de déplacement risquent de rester encore longtemps soumis à la limite de la vitesse de la lumière, approximativement 300.000 Km/seconde, ce qui nous place l'étoile la plus proche à 4 années de voyage en excluant les phases d'accélération et de ralentissement à l'arrivée. Encore faut-il atteindre cette vitesse.

"Nous pouvons approcher la vitesse de la lumière en utilisant l'énergie produite par l'annihilation de la matière et de l'antimatière", ajoute le professeur Hawking. "Ainsi, il sera possible de gagner l'astre le plus proche en six ans à peu près, mais pour l'équipage soumis aux effets de la théorie de la relativité, cette période paraîtra beaucoup plus courte".

Tétraplégique depuis longtemps, s'exprimant au moyen d'un synthétiseur vocal spécialement construit pour lui, Stephen Hawking occupe le poste de "Lucasian professor of mathematics" à l'Université de Cambridge, celui-là même qui avait été occupé il y a trois siècles par Sir Isaac Newton. Spécialisé en Cosmologie, Relativité et en Gravitation quantique, il est souvent considéré comme un des plus grands esprits de notre époque, parfois même comme le plus grand, toutes époques confondues.

La relativité générale et la courbure de l’espace-temps


 

En développant ses idées sur les conséquences du principe d’équivalence, Einstein aboutit à une nouvelle vision de la gravitation qui devait remplacer celle d’Isaac Newton : la relativité générale. L’aspect le plus important de cette théorie est la disparition du concept de force de gravitation.

La courbure de l’espace-temps

Pour Einstein, le mouvement d’un corps n’est pas déterminé par des forces, mais par la configuration de l’espace-temps. Par exemple, d’après Newton la Terre tourne autour du Soleil car celui-ci exerce une force gravitationnelle sur notre planète. Pour Einstein, c’est une perturbation de l’espace-temps introduite par la masse du Soleil qui est à l’origine du mouvement de la Terre.

Pour mieux comprendre cette idée, faisons appel à une analogie à deux dimensions. L’espace, en relativité générale, peut être comparé à une sorte de tissu élastique. La présence d’une étoile peut être simulée en posant une pierre sur ce tissu. Celle-ci s’enfonce dans le tissu, le déforme et y crée une dépression.

Que se passe-t-il lorsqu’un corps plus petit passe à proximité de l’étoile ? Faisons rouler une bille sur le tissu : la trajectoire est d’abord une simple ligne droite, mais lorsque la bille passe à proximité de la pierre, elle pénètre légèrement dans la dépression. Elle est alors déviée de sa ligne droite et sa trajectoire se courbe. Sur ce tissu élastique, le mouvement de la bille n’est pas dicté par une force mais par la forme de l’espace ou plus précisément, par la courbure de celui-ci.

La courbure de l'espace-temps

L’espace comme tissu élastique. La pierre crée une dépression dans le tissu. Les billes pénètrent légèrement dans la dépression et leurs trajectoires se courbent. Notons quand même les limites de cette analogie qui fait appel à une dimension externe au tissu et à la gravité pour déformer celui-ci. En réalité, ni dimension supplémentaire, ni force externe ne sont nécessaires. Crédit : Aurore Simmonet/NASA

La relativité générale

La relativité générale abandonne la notion de force et la remplace par le concept de courbure de l’espace-temps. Les corps célestes adoptent des trajectoires aussi droites que possibles, mais ils doivent se soumettre à la configuration de l’espace-temps. Loin de toute distribution de matière, la courbure de l’espace-temps est nulle et toutes les trajectoires sont des lignes droites. Près d’un corps massif comme le Soleil, l’espace-temps est déformé et les corps se déplacent sur des lignes courbes.

Pour être complète, la théorie de la relativité générale doit également donner un moyen de calculer la courbure de l’espace-temps créée par une distribution de masse. Elle le fait par l’intermédiaire d’un système très complexe de formules mathématiques, les équations d’Einstein, qui relient courbure de l’espace-temps et distribution de masse. Ce système est si complexe qu’il n’a été résolu que dans quelques cas de figure très simples, par exemple autour d’une étoile isolée.

La vision du monde d’Albert Einstein est donc très différente de celle proposée par Isaac Newton. Néanmoins, la plupart du temps les deux théories donnent des résultats pratiquement identiques. Les divergences n’apparaissent que dans des conditions extrêmes, soit pour des corps se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière, soit pour des corps qui engendrent des champs de gravité très puissants. Ce qui n’est pas le cas sur Terre dans la vie de tous les jours. C’est pourquoi les automobilistes et les piétons vieillissent au même rythme, ainsi que les habitants du rez-de-chaussée et du dernier étage d’un immeuble.

Page mise à jour le 30 août 2017 par Olivier Esslinger