Si les astronautes dérivaient soudainement dans le vide interstellaire, ils devraient pousser leur corps en sécurité, donner des coups de pied et agiter leurs membres vers un refuge dans le vide.
Malheureusement pour eux, la physique ne pardonne pas, les laissant flotter sans espoir pour toujours. Si seulement l’univers était suffisamment courbé, leur défaite ne serait peut-être pas inutile.
Des siècles avant notre départ pour tirer la Terre, Isaac Newton a expliqué succinctement pourquoi les choses bougent. Qu’il s’agisse d’expulser un gaz, de le pousser sur un sol solide ou de balancer une nageoire contre un liquide, l’élan de l’action est maintenu par la somme des éléments impliqués, créant une réaction qui propulse le corps vers l’avant.
Retirez l’air autour de l’aile de l’oiseau ou l’eau autour de la queue du poisson et vous pousserez sans effort chaque volet dans une direction pendant que vous tirez l’autre, laissant le pauvre animal flotter faiblement sans aucun mouvement net vers sa destination.
Au début du XXIe siècle, Considérez les physiciens échappatoire à cette règle. Si l’espace tridimensionnel dans lequel ce mouvement se produit est curviligne, les changements de forme ou de position de l’objet ne suivront pas nécessairement les règles habituelles d’échange de moment, ce qui signifie qu’il n’aura pas besoin de motif.
La géométrie incurvée de l’espace-temps lui-même pourrait signifier une distorsion d’un objet – coup de pied droit, flottement ou flottement – vous pourriez juste voir un changement subtil net dans sa position après tout.
D’un autre côté, l’idée que la courbure de l’espace-temps affecte le mouvement est aussi simple que de regarder une pierre tomber au sol. Einstein en a parlé il y a plus d’un siècle dans son livre Théorie générale de la relativité.
Mais montrer comment les collines et les vallées dans un espace déformé peuvent affecter la capacité du corps à s’autopropulser est un tout autre jeu de balle.
Pour noter cela en action sans voyager jusqu’à la déformation spatiale la plus proche Trou noirUne équipe de chercheurs du Georgia Institute of Technology, de l’Université Cornell, de l’Université du Michigan et de l’Université de Notre-Dame a construit un modèle d’espace courbe en laboratoire.
Leur version mécanique de l’espace sphérique consiste en un ensemble de blocs motorisés courant le long d’un carrefour de voies en arc. Attaché à un bras rotatif, l’ensemble de la configuration est positionné de manière à ce que la traction par gravité et la traînée de friction soient minimales.
- Un nageur « de l’espace » se déplaçant sur la trajectoire d’un bras en rotation bras. (Géorgie Tech)
Bien que les masses n’aient pas rompu avec la physique qui domine notre univers quelque peu plat, le système était équilibré de sorte que les virages dans les trajectoires auraient le même type d’effet qu’un espace aux courbes spectaculaires. Ou alors l’équipe s’y attendait.
Au fur et à mesure que le robot se déplaçait, la combinaison de la gravité, du frottement et de la flexion était combinée en mouvement avec des propriétés uniques qui pourraient être mieux expliquées par la géométrie de l’espace.
« Nous laissons notre objet qui change de forme se déplacer dans l’espace courbe le plus simple, la sphère, pour étudier systématiquement le mouvement dans l’espace courbe », Dit Zip Rocklin, physicien de Georgia Tech.
« Nous avons appris que l’effet attendu, qui était si contre-intuitif qu’il a été rejeté par certains physiciens, s’est produit : lorsque le robot a changé de forme, il a avancé autour de la sphère d’une manière qui ne peut être attribuée aux interactions environnementales. »
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Bien que l’effet soit faible, l’utilisation de ces résultats expérimentaux conformément à la théorie pourrait aider à mieux positionner la technologie dans les zones où la courbure de l’univers devient importante. Même dans des régressions douces telles que la gravité terrestre, comprendre comment les mouvements contenus peuvent modifier des emplacements ultra-fins à long terme pourrait devenir de plus en plus important.
Bien sûr, les physiciens empruntaient la voie du zéro carburant. »Moteurs impossibles‘ Avant de. Les petites puissances hypothétiques dans les expériences ont une façon d’aller et venir, générant un débat sans fin sur la validité des théories qui les sous-tendent.
D’autres études utilisant des machines plus précises pourraient révéler plus d’informations sur les effets complexes de la nage sur les bords tranchants de l’univers.
Pour l’instant, on ne peut qu’espérer que la pente douce du vide entourant le pauvre astronaute suffira à le voir atteindre un refuge sûr avant que l’oxygène ne s’épuise.
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
