Je suis à la fois fan de Star Wars et de physique, mais je dois admettre que je ne sais pas ce que signifie le « saut dans l’hyperespace ». En bref, c’est un moyen pour les vaisseaux spatiaux de l’univers Star Wars de parcourir de grandes distances en très peu de temps. Il convient de préciser que le voyage en hyperespace ne se fait pas à la vitesse de la lumière. La lumière a une vitesse de 3 x 108 mètres par seconde. Cela signifie que même un voyage vers l’étoile la plus proche (depuis la Terre) prendrait quelques années. D’autres choses bizarres se produiraient également selon la théorie de la relativité restreinte d’Einstein – mais il suffit de dire qu’un saut dans l’hyperespace ne consiste pas seulement à voyager à la vitesse de la lumière.
Une idée commune sur l’hyperespace est qu’il implique des dimensions supplémentaires. Peut-être que voyager à travers cette dimension supplémentaire permet à un vaisseau spatial de prendre un raccourci dans l’espace, de sorte qu’un voyage qui prendrait des années prendrait plutôt des heures. Ce n’est qu’une idée.
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Mais qu’en est-il de quelque chose que nous pouvons réellement mesurer ? Peut-on déterminer l’accélération d’un vaisseau lorsqu’il fait le saut en hyperespace ? Oh, oui – nous le pouvons totalement, et nous le ferons. Pour cette analyse, je vais utiliser le plan du Faucon Millenium lors de son passage en hyperespace à la fin de L’Empire contre-attaque. Pour estimer l’accélération, nous pouvons regarder la taille angulaire de l’arrière du Faucon alors qu’il s’éloigne.
Qu’est-ce que la taille angulaire a à voir avec cela de toute façon ? Nos yeux (et les caméras de cinéma) ne voient pas la taille des choses. Au lieu de cela, ils voient la taille angulaire des objets. Si vous tracez une ligne imaginaire à partir de votre œil vers un côté d’un objet, puis une autre ligne vers l’autre côté de l’objet, vous obtenez un petit coin. L’angle entre ces deux lignes est la taille angulaire.
C’est pourquoi lorsque les choses s’éloignent, elles semblent plus petites. Mais si vous connaissez la taille angulaire (θ) en radians et la taille réelle (L), vous pouvez trouver la distance (r). Oh, je sais ce que vous pensez. Cette relation ne fonctionne que pour la longueur d’un arc de cercle. Oui, c’est techniquement vrai. Mais si l’objet est suffisamment éloigné, alors la différence entre la longueur de l’arc et la largeur est super minuscule, et nous pouvons ignorer cette distinction.
Maintenant, quelques données. Tout ce que j’ai besoin de faire est de mesurer la position des côtés du Falcon et de l’utiliser pour calculer la taille angulaire dans chaque image de la vidéo pendant le saut dans l’hyperespace. Bien sûr, il y a un gros problème. Je ne connais pas vraiment la taille angulaire au début du saut. Je vais devoir l’estimer. Disons que le Faucon Millenium fait 25 mètres de large et qu’il démarre à une distance de 100 mètres de la caméra. Avec cela, je peux définir le champ de vision angulaire de la scène. Cela donne le tracé suivant de la taille angulaire en fonction du temps pour ce Faucon alors qu’il s’échappe.
Avec cette taille angulaire et la largeur du Faucon Millenium, je peux calculer la distance entre la caméra et le vaisseau.
Il y a pas mal de choses à considérer dans ce graphique. Il suffit de regarder la position finale – autour de 8 000 mètres. Donc, en une demi-seconde environ, le Faucon Millenium passe d’une position d’à peine 100 mètres à environ 5 miles. Si l’on considère la vitesse moyenne (changement de position sur changement de temps), cela représente environ 29 000 miles par heure (pour les lecteurs impériaux). Peu importe les unités, c’est une vitesse super rapide.
OK, mais qu’en est-il de l’accélération ? Je peux ajuster une fonction quadratique aux données (comme on le voit sur le graphique). C’est utile car un objet se déplaçant avec une accélération constante aura également une quadratique pour l’équation du mouvement. Comme le mouvement d’un objet avec une accélération constante revient assez souvent dans les cours de physique, nous donnons à cette équation un nom particulier : l’équation cinématique. Elle donne la position d’un objet à différents moments en fonction de l’accélération (et de la position et de la vitesse initiales). Voici l’équation d’ajustement ainsi que l’équation cinématique pour une accélération constante.
Ici vous pouvez voir que le nombre d’ajustement devant le terme t2 devrait être égal à la moitié de l’accélération. L’accélération du Falcon est donc de 33 922 mètres par seconde au carré. Ummmm … c’est une accélération très élevée. Si vous laissez tomber un objet sur la surface de la Terre, il aura une accélération de 9,8 m/s2. Si vous vous éjectez d’un avion de chasse, vous subirez une accélération douloureuse de l’ordre de 60 m/s2. Ce vaisseau spatial qui saute dans l’hyperespace accélère un peu plus que cela.
Qu’en est-il de la force g ? OK, soyons clairs sur deux points ici. Premièrement, le Faucon Millenium a sûrement un certain type d' »amortisseur inertiel » qui permet aux personnes à l’intérieur du vaisseau d’accélérer sans mourir. Deuxièmement, Star Wars n’est pas la vraie vie, donc cela n’a pas d’importance (mais c’est toujours amusant à analyser). Maintenant, pour la force G. C’est une force factice. C’est un moyen de faire en sorte qu’un référentiel accéléré se comporte comme un référentiel non accéléré. Dans ce cas, la fausse force est essentiellement juste une mesure de l’accélération de l’intérieur du Faucon Millenium.
La mesure de cette fausse force est en termes de force gravitationnelle sur la Terre – c’est l’accélération en g. Si le vaisseau accélère à 9,8 m/s2, cela correspond à une fausse force de 1 g. À l’intérieur du vaisseau, vous aurez l’impression qu’un poids gravitationnel supplémentaire vous pousse dans la direction opposée à celle de l’accélération du vaisseau. Ainsi, l’accélération lors du saut en hyperespace correspondrait à une force g de 3 461 g. C’est une accélération suffisamment importante pour écraser facilement un humain si vous n’avez pas quelque chose comme un amortisseur inertiel.
Mais attendez ! Nous avons également une idée des forces g à l’intérieur du Faucon Millenium pendant ce saut. Premièrement, on peut voir Leia dans le cockpit se faire projeter en arrière dans son siège. Ensuite, R2-D2 se retourne et tombe dans un panneau d’accès. Étonnamment, il y a assez de données pour mesurer l’accélération de R2 à l’intérieur du vaisseau. Here is a plot of his position as a function of time along with a quadratic fit.
From this, it seems that there is an internal fake force of 2.73 m/s2 or 0.28 g’s. Yes, this is much less than the acceleration as seen from outside the ship. Obviously the inertial dampers are still mostly working.
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