The Spacetime Metric

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Notices publiées: 220

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  1. Publication scientifique · 2024

    Thermal noise-limited beam balance as prototype of the Archimedes vacuum weight experiment

    1. Annalisa Allocca(Auteur)
    2. Saverio Avino(Auteur)
    3. Enrico Calloni(Auteur)
    4. Sergio Caprara(Auteur)
    5. Massimo Carpinelli(Auteur)
    6. Andrea Contu(Auteur)
    7. Luca D’Onofrio(Auteur)
    8. Domenico D’Urso(Auteur)
    9. Rosario De Rosa(Auteur)
    10. L. Errico(Auteur)
    11. Marina Esposito(Auteur)
    12. Gianluca Gagliardi(Auteur)
    13. Marco Grilli(Auteur)
    14. Valentina Mangano(Auteur)
    15. Maria Marsella(Auteur)
    16. Luca Naticchioni(Auteur)
    17. Antonio Pasqualetti(Auteur)
    18. Gianpiero Pepe(Auteur)
    19. Maurizio Perciballi(Auteur)
    20. Paola Puppo(Auteur)
    21. Piero Rapagnani(Auteur)
    22. Fulvio Ricci(Auteur)
    23. Luigi Rosa(Auteur)
    24. Carlo Rovelli(Auteur)
    25. Davide Rozza(Auteur)
    26. Paolo Ruggi(Auteur)
    27. Naurang L. Saini(Auteur)
    28. Valeria Sequino(Auteur)
    29. Valeria Sipala(Auteur)
    30. Daniela Stornaiuolo(Auteur)
    31. Francesco Tafuri(Auteur)
    32. Lucia Trozzo(Auteur)

    Allocca et ses collègues décrivent une balance à fléau à température ambiante, prototype de la balance cryogénique de l’expérience Archimedes, destinée à mesurer l’interaction entre fluctuations du vide électromagnétique et gravité. Elle possède un fléau en aluminium de 50 cm portant un échantillon d’aluminium de 0.2 kg et un contrepoids en plomb, avec une lecture interférométrique en boucle fermée au laboratoire à faible bruit sismique SAR-GRAV, en Sardaigne. La sensibilité en couple atteint environ 7 × 10^-13 N m par racine de hertz à quelques dizaines de millihertz. Conforme à l’estimation du bruit thermique, cela valide la conception optique et mécanique et ouvre la voie à la balance finale. Le poids et le contrepoids étant de matériaux différents, la balance est aussi sensible aux photons noirs B-L, et une première courte campagne a donné des contraintes encourageantes.

  2. Publication scientifique · 1995

    Thermodynamics of Spacetime: The Einstein Equation of State

    1. Ted Jacobson(Auteur)

    Ted Jacobson dérive l’équation d’Einstein de deux ingrédients : une entropie proportionnelle à l’aire de l’horizon et la relation thermodynamique δQ = T dS reliant chaleur, entropie et température. La relation doit valoir pour chaque horizon de Rindler local passant par chaque point de l’espace-temps, la chaleur étant lue comme un flux d’énergie et la température comme la température d’Unruh vue par un observateur accéléré. Pour cela, la matière doit déformer la structure causale de l’espace-temps exactement comme le décrit l’équation d’Einstein. Vue ainsi, l’équation d’Einstein est une équation d’état. Jacobson suggère qu’il n’est peut-être pas plus approprié de la quantifier canoniquement que de quantifier l’équation d’onde du son dans l’air.

  3. Publication scientifique · 2018

    Tolman-like temperature gradients in stationary spacetimes

    1. Jessica Santiago(Auteur)
    2. Matt Visser(Auteur)

    Jessica Santiago et Matt Visser partent du fait qu’un bain thermique se définit par une température et une quadrivitesse, qui fixe son référentiel propre. Dans les espaces-temps statiques, le choix naturel et unique est le vecteur de Killing de genre temps normalisé. Dans les espaces-temps stationnaires mais non statiques, plusieurs champs de quadrivitesse naturels peuvent chacun définir le référentiel propre du bain, ce qui rend le problème bien plus subtil. L’analyse de Buchdahl de 1949 sur le gradient de température de Tolman n’est donc qu’une partie de l’histoire. Pour le rayonnement de Hawking d’un trou noir en rotation, le bain thermique le mieux adapté suit un flot de gradient normal aux hypersurfaces de genre espace, et non les vecteurs de Killing.

  4. Publication scientifique · 2025

    Total Calorimetry ('From the Wall') in a Brillouin Reactor

    1. Francis Tanzella(Auteur)
    2. Robert Godes(Auteur)
    3. Jin Liu(Auteur)
    4. Robert George(Auteur)

    Tanzella, Godes, Liu et George présentent la calorimétrie des tubes catalyseurs de Brillouin Energy, des tubes céramiques revêtus de couches de métal, de céramique et de cuivre, sous hydrogène avec des impulsions nanosecondes à travers les revêtements. L’Energy Research Center vérifie cette calorimétrie depuis plus de 5 ans, sur plus de 2000 essais et plus de 300 tubes catalyseurs. Un nouveau système de réacteur n’utilise que la calorimétrie à débit massique, ce qui permet de voir plus facilement quand la sortie dépasse l’entrée. Sous hydrogène entre 200 et 600 °C, plusieurs essais ont donné une puissance totale de sortie supérieure à la puissance électrique d’entrée. La température de la couche externe de nickel est estimée à partir de sa résistance, et des plans pour des calorimètres encore meilleurs sont présentés.

  5. Publication scientifique · 2017

    Traversable Wormholes via a Double Trace Deformation

    1. Ping Gao(Auteur)
    2. Daniel Louis Jafferis(Auteur)
    3. Aron C. Wall(Auteur)

    Ping Gao, Daniel Jafferis et Aron Wall s’attaquent à un obstacle central des trous de ver traversables : ils exigent une matière violant la condition d’énergie nulle, que respectent les théories classiques raisonnables. Coupler les deux bords d’un trou noir BTZ éternel produit un tenseur énergie-impulsion de matière quantique à énergie nulle moyenne négative. Sa rétroaction gravitationnelle rend le pont d’Einstein-Rosen traversable. Le pont devient légèrement traversable et s’ouvre d’une quantité proportionnelle à l’intensité du couplage entre les deux bords. Dans le cadre ER=EPR, le trou de ver pourrait être lié à la téléportation quantique, tout en respectant la causalité. Ils attendent un effet semblable en dimensions supérieures et discutent des conséquences pour l’énergie et l’entropie holographique dans la théorie conforme duale.

  6. Publication scientifique · 2006

    Ultra low momentum neutron catalyzed nuclear reactions on metallic hydride surfaces

    1. A. Widom(Auteur)
    2. L. Larsen(Auteur)

    A. Widom et L. Larsen proposent que des réactions nucléaires à la surface d’hydrures métalliques soient catalysées par des neutrons à impulsion ultra-faible. Le processus commence par l’interaction faible : des protons capturent des électrons lourds et deviennent des neutrons, en émettant des neutrinos. Les électrons deviennent lourds parce que les oscillations collectives des protons de l’hydrure de surface créent des champs électromagnétiques locaux qui augmentent leur masse effective. L’électrodynamique quantique de la matière condensée peut modifier la densité d’états finaux et produire en quantité notable des neutrons extrêmement lents que les noyaux voisins absorbent efficacement. Aucune barrière de Coulomb ne s’oppose à cette production de neutrons ni aux réactions qu’elle catalyse.

  7. Publication scientifique · 2024

    Universal Casimir attraction between filaments at the cell scale

    1. Benjamin Spreng(Auteur)
    2. Hélène Berthoumieux(Auteur)
    3. Astrid Lambrecht(Auteur)
    4. Anne-Florence Bitbol(Auteur)
    5. Paulo Maia Neto(Auteur)
    6. Serge Reynaud(Auteur)

    Spreng et ses collègues partent du fait que l’interaction de Casimir entre objets diélectriques dans l’eau salée contient une part universelle que le solvant n’écrante pas, et qui porte donc loin. Cette force universelle non écrantée a déjà été mesurée expérimentalement, sur une microsphère tenue par des pinces optiques près d’une sphère fixe plus grosse. Ils calculent l’énergie libre de Casimir de deux cylindres diélectriques parallèles par la méthode de diffusion. Son amplitude dépasse largement l’échelle de l’énergie thermique sur une vaste plage, y compris aux tailles des filaments d’actine et des microtubules cellulaires. À toutes les distances d’intérêt biologique, l’énergie libre ne dépend que de la géométrie, et non de la réponse diélectrique des cylindres. Cette attraction universelle devrait contribuer à la cohésion des faisceaux de filaments parallèles.

  8. Publication scientifique · 2022

    Universal Casimir interactions in the sphere–sphere geometry

    1. Tanja Schoger(Auteur)
    2. Benjamin Spreng(Auteur)
    3. Gert-Ludwig Ingold(Auteur)
    4. Astrid Lambrecht(Auteur)
    5. Paulo A. Maia Neto(Auteur)
    6. Serge Reynaud(Auteur)

    Schoger, Spreng, Ingold, Lambrecht, Maia Neto et Reynaud étudient des interactions de Casimir universelles entre sphères dans deux configurations qui s’avèrent duales. L’une comporte des sphères métalliques de Drude dans le vide, l’autre des sphères diélectriques dans l’eau salée au-delà de la longueur d’écrantage de Debye. Dans les deux cas, la limite à grande distance ou haute température est dominée par les fluctuations thermiques transverses magnétiques de basse fréquence. Les résultats ne dépendent pas des détails des matériaux, car métaux et eau salée ont une conductivité finie, donc une constante diélectrique statique infinie. Leur dépendance à la géométrie est elle aussi universelle, liée à une invariance conforme approchée de l’énergie libre réduite.

  9. Publication scientifique · 2011

    Vacuum Cherenkov effect in logarithmic nonlinear quantum theory

    1. Konstantin G. Zloshchastiev(Auteur)

    Konstantin Zloshchastiev travaille dans une théorie effective candidate de gravité quantique fondée sur la mécanique quantique non linéaire logarithmique, motivée par des indices astrophysiques d’écarts à la relativité classique. Il décrit le rayonnement qui peut se produire dans le vide physique lui-même, comme des ondes de choc de type Tcherenkov. Il calcule l’angle du cône, la durée du flash, le rendement du rayonnement et la distribution spectrale. Ce vide étant dispersif, l’angle du cône varie d’une longueur d’onde à l’autre. Le rendement du rayonnement varie comme le carré de l’échelle d’énergie propre du vide, qui en est aussi le seuil d’instabilité et la coupure ultraviolette naturelle. Certains résultats devraient valoir pour toute théorie violant l’invariance de Lorentz qui décrit le vide comme un milieu continu aux grandes longueurs d’onde.

  10. Publication scientifique · 2023

    Visualization and analysis of the curvature invariants in the Alcubierre warp-drive spacetime

    1. José Rodal(Auteur)

    José Rodal calcule et visualise les invariants scalaires de courbure de l’espace-temps de distorsion d’Alcubierre, à partir des tenseurs de Weyl et de Ricci. Exprimer les invariants de Ricci par le tenseur d’Einstein permet de les lire directement en termes de tenseur énergie-impulsion. Des graphiques détaillés montrent que la création de la bulle de distorsion exige quatre couches distinctes d’énergie-impulsion anisotrope. Il examine aussi la décomposition de l’invariant quadratique de Kretschmann. Il constate que les graphiques de travaux antérieurs de Mattingly et collègues sous-estimaient les invariants de courbure de 8 à 16 ordres de grandeur. Il compare la courbure de la propulsion à celle d’un trou noir de la masse de Saturne et confirme que l’espace-temps d’Alcubierre est de type Petrov I.

  11. Publication scientifique · 1996

    Vortex formation in neutron-irradiated superfluid 3He as an analogue of cosmological defect formation

    1. V. M. H. Ruutu(Auteur)
    2. V. B. Eltsov(Auteur)
    3. A. J. Gill(Auteur)
    4. T. W. B. Kibble(Auteur)
    5. M. Krusius(Auteur)
    6. Yu. G. Makhlin(Auteur)
    7. B. Plaçais(Auteur)
    8. G. E. Volovik(Auteur)
    9. Wen Xu(Auteur)

    Ruutu, Eltsov, Gill, Kibble, Krusius, Makhlin et leurs collègues observent la formation de vortex lorsqu’un neutron thermique est absorbé dans un récipient en rotation d’hélium-3 superfluide en phase B. La réaction libère 0.76 MeV et chauffe une région en forme de cigare jusqu’à la phase normale. En refroidissant à travers la transition superfluide, des vortex quantifiés se forment. Les anneaux assez grands croissent sous la force de Magnus et sont détectés un par un par résonance magnétique nucléaire, et faire varier la vitesse du superécoulement révèle la forme du réseau initial de défauts. Ils proposent que ce refroidissement rapide reflète la formation de défauts lors des transitions de phase cosmologiques de l’Univers primordial.

  12. Publication scientifique · 2022

    Warp Drive Aerodynamics

    1. Carlos Barceló(Auteur)
    2. Valentin Boyanov(Auteur)
    3. Luis J. Garay(Auteur)
    4. Eduardo Martín-Martínez(Auteur)
    5. Jose M. Sánchez Velázquez(Auteur)

    Barceló, Boyanov, Garay, Martín-Martínez et Sánchez Velázquez examinent si la matière quantique peut déstabiliser un espace-temps de propulsion par distorsion. Ils recherchent les points de décalage vers le bleu infini, semblables à l’horizon intérieur d’un trou noir et à son instabilité semi-classique, et les classent selon le comportement des géodésiques voisines. Les bulles de distorsion en 2+1 dimensions ou plus s’avèrent probablement stables : elles ne contiennent que des points divergents isolés, si bien que l’énergie déstabilisante accumulée reste finie. La structure causale trouvée dans le cas 1+1 se retrouve en dimensions supérieures, au moins le long d’un axe. Toute instabilité restante due à l’accumulation de densité d’énergie peut encore être réduite par des formes et trajectoires de bulle plus aérodynamiques.

  13. Publication scientifique · 2017

    Warp drive basics

    1. Miguel Alcubierre(Auteur)
    2. Francisco S. N. Lobo(Auteur)

    Dans ce chapitre de 2017, Alcubierre et Lobo étudient des géométries permettant mathématiquement de raccourcir les voyages lointains sans que le vaisseau dépasse la lumière dans son voisinage immédiat. Pour la géométrie d’Alcubierre, ils calculent une densité d’énergie négative dans les parois, même à faible vitesse. Leur analyse avec un vaisseau massif relie l’énergie nécessaire à la vitesse, à la taille et à l’épaisseur des parois. Aux vitesses supraluminiques, les signaux du bord n’atteignent pas le bord avant extérieur : l’équipage ne peut créer ni contrôler toute la bulle à volonté. Krasnikov propose de modifier le trajet durant un premier aller pour raccourcir l’aller-retour. Des trajets convenablement combinés peuvent revenir à une époque antérieure, alors que la géométrie originale d’Alcubierre ne contient pas de telles boucles.

  14. Publication scientifique · 2002

    Warp Drive With Zero Expansion

    1. José Natário(Auteur)

    José Natário réexamine l’explication courante selon laquelle la propulsion d’Alcubierre fonctionne en contractant l’espace devant la bulle et en le dilatant derrière. Il montre que cette contraction et cette dilatation ne sont qu’une conséquence secondaire du choix particulier d’Alcubierre, et construit une propulsion semblable sans aucune contraction ni dilatation. En décrivant les espaces-temps de distorsion par un champ de vecteurs sur l’espace plat à 3 dimensions, il montre qu’ils violent toujours une condition d’énergie et que l’expansion de volume est la divergence du champ. Choisir un champ à divergence nulle donne une propulsion par distorsion qui conserve le volume. Des exemples simples présentent des horizons et des décalages vers le bleu infinis, et il discute aussi des propriétés globales et optiques de ces espaces-temps.

  15. Publication scientifique · 2025

    Warp drives and Martel-Poisson charts

    1. Abhishek Chowdhury(Auteur)

    Abhishek Chowdhury étend la famille de propulsions par distorsion d’Alcubierre-Natário à une classe infinie d’espaces-temps aux propriétés semblables. La construction utilise des cartes de Martel-Poisson, proches de la forme de Painlevé-Gullstrand, sur des fonds de Minkowski, anti-de Sitter et de Sitter. Son trait marquant est une métrique spatiale non plate qui crée des singularités coniques à l’origine en trois dimensions et un scalaire de Ricci non nul hors de l’origine en dimensions supérieures. L’analyse de l’expansion et de la contraction de l’espace et des violations de la condition d’énergie nulle révèle des lois d’échelle dues à l’empreinte globale des défauts coniques. L’inclinaison des cônes de lumière, les horizons des événements et plusieurs généralisations sont aussi traités.

  16. Publication scientifique · 2024

    Warp Factory: A Numerical Toolkit for the Analysis and Optimization of Warp Drive Geometries

    1. Christopher Helmerich(Auteur)
    2. Jared Fuchs(Auteur)
    3. Alexey Bobrick(Auteur)
    4. Brandon Melcher(Auteur)
    5. Luke Sellers(Auteur)
    6. Gianni Martire(Auteur)

    Helmerich et ses collègues présentent Warp Factory, un outil MATLAB calculant les tenseurs énergie-impulsion des métriques par différences finies des deuxième et quatrième ordres. L’analyse échantillonne des vecteurs nuls et de genre temps: une densité positive pour un observateur stationnaire ne suffit pas à établir les conditions d’énergie. Un exemple génétique part d’une bulle d’Alcubierre de 20 mètres de rayon à 0,5c et réduit la mesure intégrée de violation de la condition d’énergie nulle (NEC) à 2,1 × 10⁴⁴. Les limites extérieures et des passagers restent fixes, restreignant l’élimination des violations associées. La reconstruction numérique d’une géométrie de Lentz viole aussi la condition faible; les auteurs distinguent les points d’énergie négative dépendant du lissage de la construction analytique originale.

  17. Rapport · 2011

    Warp Field Mechanics 101

    1. Harold White(Auteur)

    White commence par une revue de la métrique du moteur à distorsion d'Alcubierre et décrit comment le phénomène pourrait fonctionner d'après l'article original. La forme canonique de la métrique a éclairé le potentiel de champ et le boost, et a résolu un paradoxe critique dans le concept d'opérations initial. White note que la métrique viole les conditions d'énergie forte, faible et dominante en raison du besoin d'une densité d'énergie négative. Un résultat nouveau dans la littérature est que l'exigence de densité d'énergie maximale peut être fortement réduite en laissant croître l'épaisseur de la paroi de la bulle de distorsion. Il conclut par un aperçu d'un banc d'essai interférométrique de champ de distorsion mis en place dans un laboratoire de physique de propulsion avancée de la NASA.

  18. Publication scientifique · 1962

    Wave Resonance of Light and Gravitational Waves

    1. M. E. Gertsenshtein(Auteur)
    2. J. G. Adashko(Traduction)

    Gertsenshtein estime le rayonnement gravitationnel produit lorsque la lumière traverse un champ électromagnétique extérieur, en relativité générale à champ faible. Il isole le terme d’interférence résonante du tenseur énergie-impulsion électromagnétique et résout des amplitudes d’onde lentement variables. Dans un champ constant avec peu d’absorption ou de diffusion, l’amplitude gravitationnelle induite s’accumule avec le temps de traversée. Dans des domaines magnétiques variant aléatoirement, les contributions s’additionnent plutôt de manière incohérente en énergie. Un exemple interstellaire avec dix microgauss, dix années-lumière de corrélation et dix millions d’années de trajet donne une conversion énergétique proche de dix puissance moins dix-sept ; la fréquence produite suit celle de la lumière. Il aborde aussi les intérieurs stellaires et mentionne la conversion inverse en lumière, proposant une estimation théorique sans démonstration expérimentale.

  19. Publication scientifique · 2021

    Worldline numerics applied to custom Casimir geometry generates unanticipated intersection with Alcubierre warp metric

    1. Harold White(Auteur)
    2. Jerry Vera(Auteur)
    3. Arum Han(Auteur)
    4. Alexander R. Bruccoleri(Auteur)
    5. Jonathan MacArthur(Auteur)

    Harold White et ses collègues, en analysant pour un projet financé par la DARPA la structure possible de la densité d’énergie dans une cavité de Casimir selon le modèle du vide dynamique, rapportent un lien inattendu avec les métriques de distorsion. La méthode numérique des lignes d’univers appliquée à cette cavité a donné des résultats qualitativement proches d’une image bidimensionnelle de la densité d’énergie qu’exige la métrique d’Alcubierre. Un modèle jouet avec une sphère de 1 µm centrée dans un cylindre de 4 µm a donné une densité d’énergie de Casimir tridimensionnelle bien corrélée à ces exigences. Cela ouvre la voie à des expériences à l’échelle d’une puce qui pourraient chercher de minuscules signatures d’une bulle de distorsion réelle, quoique modeste.

  20. Publication scientifique · 2005

    Wormholes supported by a phantom energy

    1. Sergey Sushkov(Auteur)

    Sergey Sushkov reprend l’énergie fantôme, d’ordinaire traitée comme une matière répartie uniformément dans l’univers avec un paramètre d’équation d’état w inférieur à −1, et l’étend à des espaces-temps inhomogènes à symétrie sphérique. La motivation est directe : les trous de ver exigent une matière qui viole la condition d’énergie faible, et l’énergie fantôme est une candidate naturelle pour cette matière exotique. Il montre qu’une telle distribution d’énergie fantôme peut maintenir ouvert un trou de ver statique. Il trouve une solution exacte pour ce trou de ver et montre que l’énergie fantôme se situe surtout près de la gorge du trou de ver. La plus grande sphère autour de la gorge qui contient l’essentiel de cette énergie dépend de w et a une taille maximale.