Physicien à la Federal University of ABC, au Brésil, Níckolas de Aguiar Alves a étudié à l’aide de calculs physiques la « manœuvre de Picard » dans l’épisode « The Battle » de la série *Star Trek: The Next Generation*, qu’il avait regardée lorsqu’il était étudiant en master. Dans cet épisode, le capitaine Picard déplace le Stargazer, attaqué, à une vitesse supérieure à celle de la lumière, puis l’arrête brusquement près du vaisseau ennemi avant d’ouvrir le feu. La manœuvre, que Riker affirme être mentionnée dans les manuels de la Starfleet, est censée reposer sur le fait que le vaisseau ennemi voit deux images du Stargazer et tire sur la mauvaise cible.
Des années plus tard, Alves a constaté que les diagrammes qu’il avait tracés en résolvant un problème concernant des particules dans un milieu où la lumière se déplace plus lentement lui avaient rappelé cette scène. Ses calculs montrent que deux images pourraient apparaître si le vaisseau se déplaçait à une vitesse supraluminique constante ; cependant, parce que le Stargazer accélère puis s’arrête, le vaisseau ennemi en verrait trois. Il a déclaré que, même si les détails ne sont pas exacts, l’épisode reflète dans une large mesure l’idée physique fondamentale.
Les voyages spatiaux à une vitesse supérieure à celle de la lumière ne sont pas attendus. Toutefois, comme la lumière se déplace plus lentement dans certaines matières, comme l’eau, ce type de calcul peut être utilisé en physique. Si une particule dépasse la vitesse de la lumière dans l’eau, elle produit un rayonnement Cherenkov, la lumière bleue observée dans les réacteurs nucléaires.
L’intérêt principal d’Alves portait sur le « memory effect », défini comme le fait qu’une onde laisse une modification durable dans le mouvement d’une particule. D’abord proposé pour les ondes gravitationnelles, cet effet devrait également être observable dans les ondes électromagnétiques ; un physicien du Niels Bohr Institute a soutenu que l’effet pourrait être plus marqué dans des milieux comme l’eau.
Pourquoi est-ce important ?
Plutôt que de confirmer une manœuvre de science-fiction, cette étude constitue un exemple de relativité montrant que le nombre d’images observées dépend non seulement de la vitesse du mouvement, mais aussi des phases d’accélération et d’arrêt. Même si les voyages spatiaux à une vitesse supérieure à celle de la lumière ne sont pas considérés comme réalistes, le ralentissement de la lumière dans la matière met le même cadre mathématique en relation avec les mouvements des particules. Le rayonnement Cherenkov constitue la manifestation observable de ce lien, tandis que l’effet mémoire au cœur de l’étude transpose au domaine électromagnétique la question de savoir si les ondes laissent ou non une modification durable dans les particules. Ainsi, le sujet dépasse la cohérence physique d’une scène de télévision pour déboucher sur une question de recherche ouverte : comment étudier l’effet mémoire électromagnétique, dont il est avancé qu’il pourrait être plus marqué dans des milieux comme l’eau ?