« Dis-moi quel film tu regardes, je te dirai quel avenir tu te prépares », pourrait tout aussi bien dire le prospectiviste !

Valérian, le film de Luc Besson, nous apporte au moins trois informations à propos du futur. Les deux premières sont des bonnes nouvelles : d'une part, l'espace peut être un lieu de collaboration pour l'humanité et, surtout, l'humanité survivra à la crise écologique qu'elle traverse aujourd'hui. La troisième nouvelle est plus anecdotique : l'humanité devenue spatiale reste férue de shopping...

Si on ne sait pas à quel coût l'humanité aura surmonté l'épreuve écologique qui est encore notre réalité, l'ensemble des nations de la planète participe à la conquête de l'espace : le film débute par une succession de poignées de mains échangées en orbite entre toutes les nations du monde qui se sont mises en route pour l'espace ou qui pourraient bien le faire sous peu.

Délocalisation dans l'espace

La première de ces poignées de mains, celle-ci étant tout à fait historique, a lieu lors de la rencontre dans l'espace des Soviétiques et des Américains, en juillet 1975, lors de la mission Appollo-Soyouz Test Project (ASTP). Le film fait de cet événement le point de départ de ce qui deviendra vite une véritable ville spatiale. Mais bientôt elle devient si imposante qu'il faut l'extraire de l'orbite terrestre, autant pour sa sécurité que celle de la Terre.

Luc Besson fait alors le choix d'envoyer la station Alpha dans l'espace, sur une trajectoire qui, à terme, la fera sortir du système solaire, offrant Alpha à toutes les formes de vie qui pourraient venir de l'espace.

On aurait tout aussi bien pu envisager de déplacer la station spatiale vers l'un des points de Lagrange, les points L4 ou L5 en priorité, connus pour leur stabilité gravitationnelle. L'un et l'autre se trouvent sur l'orbite terrestre, à une unité astronomique (1 distance Terre-soleil, soit environ 150 millions de kilomètres) en amont ou en aval de notre planète. Chacun de ces points est le troisième sommet de triangles équilatéraux dont les deux autres sommets sont la Terre et le soleil. À ces points, les gravités de ces deux corps célestes s'équilibrent. Située à l'un ou l'autre de ces deux points, la station Alpha resterait immobile par rapport à la Terre, avec des apports énergétiques minimums. Les points Lagrange L1, L2 et L3, qui se répartissent le long de l'axe passant par le soleil et la Terre, sont réputés bien plus instables en termes gravitationnels, donc à éviter pour y placer une station spatiale de la taille d'Alpha.

Les points de Lagrange. Wikipédia, CC BY

Et puis, le film Valerian nous apprend que, que ce soit à bord d'Alpha, qui devient la « Cité des mille planètes » après l'arrivée des extra-terrestres, ou sur toute autre planète, l'humanité spatiale semble bien avoir gardé une de ses caractéristiques contemporaines : son goût pour le shopping.

Centre commercial virtuel

Imaginez un immense terrain vague, dans lequel circulent des individus, vaquant tous à des occupations que l'observateur extérieur serait bien en peine de comprendre sans le bon outil. Or ce sésame existe déjà, aujourd'hui, sur Terre : ce sont les masques de réalité virtuelle. Alors équipé d'« oculus rifts » améliorés qui lui ouvrent les portes de la réalité augmentée, l'observateur du « Big Market » comprendrait que les étranges promeneurs, eux-mêmes équipés de leur masque de réalité virtuelle, sont des clients qui déambulent dans le plus grand centre commercial que l'on puisse imaginer : un marché, un souk, un espace virtuel dans lequel se retrouvent tous les boutiquiers de la galaxie pour le plus grand plaisir de leurs clients, eux-mêmes venant virtuellement des quatre coins de l'univers. Dans le film, on apprend que les boutiques de Big Market se comptent en millions ! Et c'est ainsi que l'on découvre que les extraterrestres aiment le shopping tout autant que les humains.

Pour que ce centre commercial virtuel galactique puisse exister, le problème de l'interface ne pose guère de problèmes que de bons programmeurs ne sauraient théoriquement résoudre dès aujourd'hui. Pas plus de difficultés pour la perception haptique : la simulation de la perception physique des objets et de l'environnement : résistance, poids, texture... Nombre de laboratoires travaillent de nos jours sur des projets de gants et autres combinaisons qui doivent permettre une perception toujours plus réaliste des espaces virtuels. On peut même imaginer des sites de construction en 3D de boutiques virtuelles comme chacun, dès aujourd'hui, peut se créer un site Internet à partir de gabarits préprogrammés.

Ainsi, ce que des sites comme Second Life avaient imaginés aux débuts d'Internet, des espaces virtuels persistants, un projet comme Big Market en serait l'aboutissement : chacun pouvant y ouvrir l'espace de vente, d'exposition, de promotion des valeurs réelles ou virtuelles qu'il souhaite diffuser ou vendre !

Ne reste à résoudre qu'un problème, et de taille celui-là : l'instantanéité des échanges dans l'espace virtuel du plus grand centre commercial de la galaxie. Parce que, si à l'échelle de notre planète, toutes les communications entre deux interlocuteurs se font en temps réel, par contre, dès que l'un des deux s'éloigne un peu trop, il faut compter sur un temps de voyage des données entre ces deux personnes. Ainsi, si vous êtes propriétaire d'une boutique virtuelle sur la Terre et que votre client est sur la Lune, il faut deux secondes pour un aller-retour Terre-Lune d'un signal informatique. En effet, la Lune est à peu près à 1 seconde-lumière de la Terre, soit environ 300 000 km. N'importe quel joueur en ligne vous dira que « un ping de 2 secondes : ça lag grave ! ». Comprenez par là que la réactivité de l'interface est très mauvaise.

Si votre client se trouve sur une station spatiale, au point Lagrange L4 ou L5, à une unité astronomique de la Terre, un signal met 8 minutes pour parcourir cette distance. Si ce client est sur Mars, comptez entre 3 et 20 minutes pour un aller simple Terre-Mars, suivant la distance entre les deux planètes, fonction de leur position sur leurs orbites respectives. Là, il n'est plus question de communication en temps réel.

À moins que votre client ne soit finalement sur la station Alpha. Or, dans le film, celle-ci voyage depuis 400 ans dans l'espace. Même si elle ne se déplace qu'à un cinquième des célèbres sondes Voyager, elle aurait tout de même parcouru 42 milliards de km ! Il faudrait alors près de 40 heures pour y envoyer un message. Et si on se place sur une planète en orbite autour de l'étoile Alpha du Centaure, la plus proche voisine de notre soleil, il faut compter quatre ans et deux mois pour y envoyer un signal... pour tout autre point de la galaxie, on comptera en dizaines, centaines, milliers d'années...

Internet interstellaire

Alors, si l'humanité doit partir à la conquête de l'espace, comment garder le contact, comment développer un réseau informatique, un Internet interstellaire ?

Une nouvelle fois, la réponse pourrait déjà se trouver sur les paillasses des laboratoires terriens : pour construire un système de communication qui sache s'affranchir des très grandes distances interplanétaires et interstellaires, un système qui sache ne plus être limité par la vitesse de la lumière, il faut faire appel à la physique quantique et à ses étranges capacités.

Sans entrer dans des détails très complexes et donc en simplifiant à l'extrême, un tel système de communication pourrait utiliser une propriété de la matière à l'échelle de l'infiniment petit appelée intrication quantique. L'intrication est un phénomène qui lie intimement deux particules élémentaires au point que l'état de l'une se répercute instantanément sur l'autre et cela indépendamment de la distance qui les séparent ! À moins que d'autres caractéristiques quantiques ne soient utilisées comme l'effet quantique Zénon. Cette propriété-ci fait qu'observer un système de particules élémentaires fige son état. À partir de là les choses se compliquent à l'infini... ce qui compte, c'est qu'au cours du premier semestre 2017, un laboratoire ai réussi une communication quantique contrefactuelle. Cela signifie que ce laboratoire a réussi à transmettre une information, un signal - c'était une image en noir et blanc de quelques dizaines de pixels - sans transmission de particules comme un électron pour le courant électrique ou un photon pour la fibre optique dans nos box Internet.

Mais, jusqu'à maintenant, la théorie d'un tel système de communication demeure la plupart du temps contredite par la pratique. En effet, les objets quantiques ont la fâcheuse tendance à perdre leurs qualités étonnantes quand on les mesure, quand on souhaite extraire une information d'un système quantique. Cependant, les recherches dans ces domaines - pourtant d'une extrême complexité théorique aussi bien que technique - avancent à une telle vitesse que des solutions concrètes pourraient bien apparaître dans les années qui viennent. Les recherches sur les ordinateurs quantiques ne nous ont-elles pas finalement appris à observer des objets quantiques sans les détruire ici un lien ? Toutes ces réalisations ouvrent des perspectives extraordinaires en termes de communication et d'informatique.

Et pourtant, même si objectivement il demeure beaucoup d'inconnues pour lesquelles des solutions concrètes restent à être conçues, le Big Market du film Valerian n'est finalement pas tant éloigné de la réalité que cela, en tout cas, il est moins improbable que l'existence des nombreuses espèces d'extraterrestres aussi étranges les unes que les autres qui peuplent le film et dont on n'a toujours pas vu la moindre trace de tentacules, de pinces ou autre gel organique...

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Par Olivier Parent, Auditeur de l'IHEST, Institut des hautes études pour la science et la technologie (IHEST).

La version originale de cet article a été publiée sur The Conversation

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