En 1960, le physicien visionnaire Freeman Dyson a proposé qu’une civilisation extraterrestre avancée cesserait un jour de s’amuser avec des trucs de niveau maternelle comme les éoliennes et les réacteurs nucléaires et deviendrait enfin grande, enfermant complètement leur étoile d’origine pour capter autant d’énergie solaire que possible. Ils continueraient ensuite à utiliser cette énorme quantité d’énergie pour extraire des bitcoins, réaliser des vidéos amusantes sur les réseaux sociaux, plonger dans les mystères les plus profonds de l’univers et profiter des bienfaits de leur civilisation riche en énergie.

Et si la civilisation extraterrestre était… nous ? Et si nous décidions de construire une sphère Dyson autour de notre soleil ? Pourrions-nous le faire ? Combien d’énergie cela nous coûterait-il de réorganiser notre système solaire et combien de temps faudrait-il pour récupérer notre investissement ? Avant de trop réfléchir pour savoir si l’humanité est capable de cet exploit incroyable, même théoriquement, nous devrions décider si cela en vaut la peine. Peut-on réellement réaliser un gain net d’énergie en construisant une sphère Dyson ?

Vaches sphériques Dyson

Je précise d’emblée que je suis un cosmologiste théoricien, pas un ingénieur. Je n’ai absolument aucune idée de comment construire un pont, encore moins une structure qui remodèle la face même de notre système solaire. Mais je suis prêt à parier que personne ne sait comment s’engager dans ce genre de méga-défis d’ingénierie. Nous ne pouvons pas dire avec certitude quel type d’avancées dans quelles technologies seraient nécessaires pour construire une structure qui enferme même partiellement le soleil. Spéculer là-dessus serait de la science-fiction – amusant, mais pas très charnu.

Ce que je sais, cependant, c’est la physique, et il y a certaines choses que nous pouvons dire sur la physique d’une sphère Dyson. Nous pouvons utiliser la construction d’un comme expérience de pensée pour explorer les principes fondamentaux de l’énergie, de l’orbite et du mouvement. Et c’est important parce que peu importe la technologie si avancée qu’elle est indiscernable de la magie que nos descendants proposent et qui leur permet de déchirer des planètes, ils doivent toujours faire face aux dures réalités froides de notre physique. Ils ne peuvent pas obtenir quelque chose pour rien. S’ils veulent resculpter une planète, cela prend de l’énergie. S’ils veulent déplacer un panneau solaire de la taille d’une montagne sur une orbite différente, cela prend également de l’énergie.

Pour ces raisons et bien d’autres, une sphère Dyson coûte de l’énergie. Nous allons donc voir combien de temps il faudra pour récupérer l’investissement énergétique de la construction d’un et quelle pourrait être la conception optimale pour minimiser l’investissement initial.

Pour obtenir des chiffres, nous allons faire beaucoup d’hypothèses. Les gens aiment se moquer des physiciens pour avoir simplifié des problèmes complexes, parfois méconnaissables. La vieille blague raconte que les producteurs laitiers ont contacté une université voisine pour aider à comprendre pourquoi la production de lait était faible, et la réponse des physiciens a commencé par supposer que les vaches étaient sphériques.

Mais il y a quelque chose de puissant dans cette approche simplificatrice, c’est pourquoi les physiciens y sont formés dès le premier jour. Premièrement, cela nous permet de répondre à des questions lorsque nous ne sommes pas intéressés par des chiffres précis au départ. Ici, nous voulons juste une idée générale de la faisabilité – est-ce que la construction d’une sphère Dyson prendra une quantité (relativement) petite, moyenne ou extrême d’énergie ? Deuxièmement, simplifier le problème aide à dissimuler les erreurs (soit dans les calculs, soit dans nos hypothèses de départ). Si tout ce que nous recherchons est un stade général, alors une erreur de facteur de deux (ou même 10 ou 100) ne changera pas vraiment les intuitions globales que nos calculs permettent.

Enfin, nous ne savons littéralement pas comment construire une sphère Dyson, donc essayer d’aller vers quelque chose de plus complexe nous conduira simplement à introduire beaucoup plus d’hypothèses pour gérer tous les petits détails. Chacune de ces hypothèses augmentera l’incertitude de tous les chiffres que nous produirons, et cette incertitude finira probablement par être enfouie dans l’analyse plutôt que d’être énoncée à l’avance.