Deux ingénieurs estiment qu’il est possible de détecter les signatures de vaisseaux spatiaux voyageant à des vitesses relativistes (proche de la lumière), en utilisant les technologies actuelles. Le problème, c’est que leur nouvelle analyse suggère également que le fait de se déplacer dans l’espace à une vitesse proche de la lumière est plus dangereux qu’on ne le pensait.Selon l’étude des ingénieurs de l’entreprise américaine Raytheon, Ulvi Yurtsever et Steven Wilkinson, des vaisseaux spatiaux voyageant à des vitesses approchant celle de la lumière devraient interagir avec le fond diffus cosmologique (CMB) pour produire des signatures lumineuses détectables et distinctes. Cependant, la trainée découlant de collisions impose une contrainte supplémentaire sur la vitesse à laquelle les vaisseaux spatiaux peuvent voyager. Le fond diffus cosmologique (FDC) est la "rémanence" du Big Bang, un reste persistant que les cosmologistes utilisent pour regarder dans le passé, dans l’âge de l’Univers primordial. Le FDC s’est étendu dans tout le cosmos, mais son énergie peut encore être détectée dans la gamme des micro-ondes. Donc, même si un vaisseau spatial pouvait voyager à travers l’espace, il aurait encore à composer avec les collisions de photons du FDC, qui pourrait apparaitre comme des rayons gamma de haute énergie à vitesses relativistes.
La carte ci-dessous présente la plus ancienne lumière dans notre univers, comme elle a été détectée avec la plus grande précision par la mission Planck. La lumière antique, appelée le fond diffus cosmologique, a été imprimée sur le ciel quand l’univers avait 370 000 ans. Elle montre les minuscules fluctuations de température qui correspondent aux régions aux densités légèrement différentes, représentant les graines de toute la future structure : les étoiles et les galaxies d’aujourd’hui. 
Selon la nouvelle analyse de Yurtsever et Wilkinson, chaque centimètre cube de l’espace contient plus de 400 photons du FDC. Un navire voyageant dans l’espace, par exemple, avec une coque faite de matière baryonique ordinaire, entrerait en collision avec des milliers de milliards de ces photons par seconde, des collisions qui devraient créer des paires électron-positron. Cela produirait une trainée/ résistance considérable sur un vaisseau spatial. Le processus dissiperait d’énormes quantités d’énergie. La création de chaque paire électron-positron dissipe 1,6 x 10 ^ (- 13) Joules.
Selon Yurtsever et Wilkinson :
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En supposant une section transversale de 100 mètres carrés, l’effet de dissipation est d’environ 2 millions de joules par seconde.
Pour le reste de l’engin spatial, la dissipation est encore plus élevée en raison de la dilatation du temps. Les secondes durent plus longtemps lors d’un voyage à grande vitesse ainsi la dissipation d’énergie est nettement plus élevée, de l’ordre de 10 ^14 joules par seconde.
C’est une résistance importante et difficile à surmonter pour les moteurs du vaisseau spatial, juste pour le maintenir à une vitesse constante, selon Yurtsever et Wilkinson. Ils soutiennent que c’est une bonne raison de garder la vitesse de l’engin spatial au-dessous du seuil de création de paires électron-positron et ainsi réduire la traînée à un niveau négligeable de quelques joules par seconde. Ce seuil se produit lorsque le vaisseau spatial atteint une vitesse qui est de 1 à 3,3 x 10 ^ – (17) de la vitesse de la lumière.
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On peut imaginer que les mêmes interactions entre des engins spatiaux relativistes et la matière interstellaire se produisent dans un accélérateur de particules.
En plus de cette trainée, l’effet d’un objet frappant la coque en matière baryonique à grande vitesse serait dramatique. Pour un navire voyageant à près de la vitesse de la lumière, la collision avec un seul grain de poussière cosmique d’une masse de 10 ^ – (14) grammes libèreraient une énergie d’environ 10 000 mégajoules. La même quantité d’énergie libérée par 2400 kg de TNT qui explose. Et c’est juste un seul grain de poussière.
Selon les ingénieurs :
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Notre hypothèse que les interactions matière-matière pourront être surmonter quand la civilisation sera en mesure de construire un engin spatial relativiste peut s’avérer fausse et peut constituer un obstacle qui empêchera les voyages dans l’espace (à des vitesses relativistes).
Les bonnes nouvelles sont que ce même effet devrait nous permettre de détecter des navires extraterrestres se déplaçant à des vitesses proches de la lumière.
En voyageant aussi vite, un navire disperserait le FDC pour produire une signature unique sous la forme d’un décalage de fréquence. Ce changement serait détectable dans la fréquence des térahertz aux infrarouges alors qu’un objet se déplace par rapport à l’arrière-plan. Les chercheurs affirment que la dispersion "provoquerait un décalage de fréquence qui pourrait être détectable sur Terre avec la technologie actuelle."
Mais étant donné les problèmes de résistance/ trainée et l’énergie produite par les collisions, d’hypothétiques vaisseaux extraterrestres ne seraient pas capables de se déplacer aussi vite, diminuant ainsi nos espoirs de détecter ces alléchantes signatures.
Comment détecter un vaisseau spatial se déplaçant dans le cosmos à une vitesse proche de la lumière ?
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