Lantigravité correspond à l'idée de la création d'un espace ou d'un objet libéré de la gravité. Il ne s'agit pas de contrer la gravitation par une force opposée d'une nature différente, tel que le fait un ballon gonflé à l'hélium ; l'antigravité représente plutôt soit la disparition ou l'inhibition, soit l'inversion, soit la diminution des causes fondamentales de la force de gravitation vis-à-vis de l'espace ou de l'objet visé, par un moyen technologique quelconque.
L'antigravité est un concept récurrent en science-fiction, particulièrement dans le domaine de la propulsion des engins spatiaux. Le concept a initialement été formalisé sous la forme de la cavorite dans Les Premiers Hommes dans la Lune d'H. G. Wells. Il est devenu depuis cette date un thème favori de technologie imaginaire. Le terme antigravité peut aussi parfois être utilisé pour une hypothétique propulsion non réactive basée sur certaines solutions de la relativité générale. Une autre voie considérée serait de réduire la courbure spatio-temporelle d'un milieu gravitationnel, auquel cas la gravité de l'espace ainsi modifié serait seulement atténuée.
En sciences physiques, de nombreuses théories plus récentes complètent la relativité générale, voire la remplacent radicalement (gravité quantique, théorie des cordes…), afin de résoudre quelques incohérences apparentes, que ce soit vis-à-vis de la physique quantique et son modèle standard, considérés inconciliables avec la relativité, ou vis-à-vis d'observations astronomiques telles que l'expansion de l'Univers ou le maintien de certaines galaxies autour de leur amas − qui nécessite l'introduction d'une tout aussi hypothétique et indétectable matière noire −, ou encore l'asymétrie baryonique particules/antiparticules.. Or certaines de ces théories alternatives autorisent des solutions de type antigravité, qui résoudraient plusieurs de ces incohérences ; d'ailleurs, formellement, les équations de la relativité générale elles-mêmes n'écartent pas la possibilité de masse négative et donc répulsive. Le CNRS prévoit de tester.. en 2018 une hypothèse sur le caractère antigravitaire des antiparticules.
Cependant, selon les théories physiques largement acceptées en 2018, vérifiées à l'aide d'expériences, et selon les directions prééminentes des recherches en physique, l'antigravité reste actuellement considérée comme peu probableM. Peskin et D. Schroeder ;An Introduction to Quantum Field Theory (Westview Press, 1995) []...
Ainsi, début 2022, des résultats du CERN semblent montrer que les rapports entre la charge électrique et la masse (rapport charge sur masse), pour le proton et l'antiproton, sont identiques dans les limites d'une incertitude expérimentale de 16 millionièmes de millionièmes..
À propos de la gravité Dans la première description précise de la gravitation, sur des bases mathématiques, la gravité de Newton était une force externe transmise par des moyens inconnus. Cependant, au début du , le modèle de Newton a été remplacé par une description plus complète et plus générale connue sous le nom de relativité générale. Dans cette approche, la gravitation n'est plus une force, au sens traditionnel du terme, mais est la manifestation de la géométrie de l'espace-temps lui-même. Ces solutions géométriques sont toujours calculées d'après une courbure spatio-temporelle convexe, (courbure orientée vers le bas et flèche du temps vers le haut). Dans ces courbures, tous axes temporels (perpendiculaire à l'espace) convergent (dans le sens flèche du temps).
Par conséquent, quelle que soit la courbure positive (ex : ellipsoïde, paraboloïde elliptique) ou négative (ex : hyperboloïde à une nappe, paraboloïde hyperbolique) les résultats donnent toujours une force attractive.
Cependant pour une courbure concave, comme c'est le cas pour la courbure de l’univers et contrairement à un champ gravitationnel, les axes temporels divergent. Parmi les différentes théories, l’expansion de l’univers ne serait alors qu’un effet de sa courbure concave soumis au sens du temps et donc l'effet du champ antigravitationnel que serait l'univers.
Notons aussi, qu’avec la relativité générale, le périmètre, autour d’un champ gravitationnel, est inférieur à 2π fois son rayon. Par opposition, si cela existait, le périmètre, autour d’un champ antigravitationnel, serait alors supérieur à 2π fois son rayon. Mais aucun champ de ce type n’a été étudié et encore moins observé.
Selon l'acceptation actuelle de la relativité générale, l'antigravité est improbable, sauf circonstances artificielles considérées comme peu vraisemblables ou impossibles.
L'antigravité en science-fiction On retrouve le thème de lantigravité dans les œuvres de science-fiction. Les auteurs ont inventé divers moyens de faire léviter les objets et les personnes avec un coût moindre que celui du vol stationnaire. Par exemple, dans le film Retour vers le futur II, les skateboards deviennent des hoverboards et les voitures des aéroglisseurs.
Un récit non confirmé propagé par certains tenants de la théorie des Anciens Astronautes, prétend que Francisco Pizarro, face à l'empereur inca, se serait vu offrir deux disques d'or capables d'antigravité par l'effet de vibrations. Il les aurait fait fondre pour détruire ce qu'il prenait pour de la sorcellerie.
Certaines histoires de science-fiction postulent l'existence d'une substance partiellement ou complètement opaque à la pesanteur. Placer cette substance en dessous d'un objet réduirait ou éliminerait son poids, plaçant l'objet en lévitation avec une dépense d'énergie relativement faible. En physique newtonienne, où la gravité est une force qui se transmet de point à point, cette approche est admissible : le champ gravitationnel serait inhibé par un bouclier de la même manière que le champ magnétique l'est par des substances diamagnétiques.
Il y a de sérieuses raisons de penser que ce genre de substances n'existent pas. Imaginons les résultats obtenus si on plaçait une substance pareille sous la moitié d'une roue en chute libre. Un côté de la roue sous la substance n'aurait pas de poids, tandis que l'autre subirait la gravité. Ce mouvement pourrait être exploité pour produire de l'énergie à partir de rien, ce qui est une violation très claire du premier principe de la thermodynamique. Plus généralement, cela découle des lois de Gauss, qui indiquent que le carré inverse d'un champ statique (tel que le champ gravitationnel terrestre) ne peut être bloqué (le magnétisme est statique, mais au cube inverse).
Solutions hypothétiques Antigraviton L'antigraviton est la particule d'antimatière associée au graviton, boson vecteur de la force gravitationnel en mécanique quantique. Dans cette théorie, une particule non chargée et non massique étant sa propre antiparticule, l'antigraviton le graviton.
Dans le contexte de la théorie de la relativité générale, où la gravité ne procède pas d'un champ mais de la structure même de l'espace-temps, le concept entier de graviton (et donc d'antigraviton) est un illogisme.
Recherches en relativité générale dans les années 1950 La théorie de la relativité générale fut présentée dans les années 1910, mais son développement fut considérablement ralenti par l'absence d'outils mathématiques idoines. Certains d'entre eux apparurent dans les années 1950, et dans les années 1960 se produisit une période florissante pour cette théorie que l'on baptisa ultérieurement l'âge d'or de la relativité générale. Bien qu'il apparût que l'antigravité ne respectait pas les lois de la relativité générale, de nombreuses études cherchèrent néanmoins des solutions susceptibles de produire des effets de type antigravitiques.
On affirme que l'US Air Force elle-même conduisit des études dans les années 1950 et 60Goldberg, J. M. (1992). US air force support of general relativity: 1956-1972. In, J. Eisenstaedt & A. J. Kox (Ed.), Studies in the History of General Relativity, Volume 3 Boston, Massachusetts: Center for Einstein Studies. .. L'ancien Lieutenant Colonel Ansel Talbert publia dans les journaux deux séries d'articles affirmant que la plupart des firmes d'aéronautique les plus importantes avaient entamé dans les années 1950 des recherches sur le contrôle de la propulsion par l'antigravité. Cependant il n'y eut que peu de confirmations publiques de ces dires, et du fait qu'ils se placèrent pendant la période des tentatives d'influence de la politique par les articles de presse, il n'est pas recommandé d'accorder trop de crédit à ce genre de propos.
On sait qu'il y eut de sérieux efforts engagés par la Glenn L. Martin Company, qui créa le Research Institute for Advance StudyMallan, L. (1958), Space satellites (How to book 364), Greenwich, CT : Fawcett Publications, , 137, 139. LCCN 58-001060Clarke, A. C. (1957, December). The conquest of gravity, Holiday, 22(6), 62. Les journaux les plus importants annoncèrent le contrat qui avait été signé entre Burkhard Heim et la Glenn L. Martin Company. La fondation de l'Institut pour la Physique des Champs, à l'University of North Carolina at Chapel Hill, en 1956, par Agnew H. Bahnson, l'administrateur de la Gravity Research Foundation constitua un autre effort du secteur privé en vue de la maîtrise de la gravitation.
Les efforts des militaires pour l'antigravité prirent fin avec l'amendement Mansfield de 1973, qui restreignait les dépenses du Département américain de la Défense (United States Department of Defense) aux seuls champs de recherches scientifiques ayant des applications militaires explicites. L'amendement Mansfield fut spécifiquement présenté et voté pour mettre un terme aux projets de longue durée qui présentaient peu de retombées visibles.
Programme de physique avancée des propulseurs De 1996 à 2002, la NASA a financé le Programme de physique avancée des propulseurs (Breakthrough Propulsion Physics Program). Ce programme étudiait un certain nombre de conceptions de propulseurs spatiaux d'avant-garde qui ne recevaient pas de financements par les canaux normaux des universités ou les sociétés commerciales. Les concepts relatifs à l'antigravité y furent examinés sous le nom de propulsion diamétrique.
Masse négative
Dans le cadre de la relativité générale, la gravité est la résultante d'une déformation locale de la géométrie de l'espace-temps, causée par la présence locale de masse-énergie. Bien que les équations qui en découlent ne soient pas exploitées dans le cadre d'une géométrie négative, il est possible d'y parvenir en invoquant une masse négative. De façon intéressante, ces équations n'écartent pas, en soi, l'existence d'une telle masse négative.
De même en physique quantique, le Modèle Standard de la physique des particules, qui décrit toutes les formes de la matière connues à ce jour, n'autorise pas la masse négative. La matière noire cosmologique (et, possiblement, l'énergie sombre) peuvent être constituées de particules sortant du cadre du Modèle Standard et dont la nature serait encore inconnue. Cependant, la théorie dont ils découlent implique que leur masse, mise en évidence indirectement et précisément à l'aide de leurs effets gravitationnels sur les objets alentour, soit positive.