Qu’est-ce qu’un wormhole? Qu’est-ce qu’un trou de ver?
Que signifie le terme trou de ver ou wormhole en anglais?
Le trou de ver (que l’on appelle parfois aussi en français vortex), et aussi communément appelé sous le nom de pont Einstein-Rosen, est un tunnel spatio-temporel. Une sorte de raccourci ou de trou de ver qui permet de voyager immédiatement d’un point à un autre de l’univers, dans le temps et dans l’espace. En physique, le trou de ver (ou wormhole dans les pays anglo-saxons) doit être compris comme une caractéristique de l’univers, plus ou moins probable, à attribuer à l’espace-temps.
Le concept de trou de ver lui-même est assez ancien. La première personne à avoir théorisé l’existence des trous de ver (sans toutefois utiliser ce nom) est Ludwig Flamm, en 1916. Il a pensé à l’hypothèse d’un tunnel gravitationnel capable de relier des points éloignés dans l’univers.
Une deuxième considération plus importante de la théorie a été faite en 1921 par le mathématicien Hermann Weyl, qui travaillait sur des études de la quantité d’énergie exprimée dans la masse d’un champ électromagnétique. Les études d’Albert Einstein sur la relativité se sont alors conformées comme le support théorique idéal de l’hypothèse.
Mais, le terme trou de ver ou wormhole a été inventé en 1957 par le physicien théoricien américain John Archibald Wheeler. C’est d’ailleurs à lui que nous attribuons la célèbre allégorie de la pomme et du ver.
Imaginons l’univers comme une grosse pomme et plaçons un ver sur sa pelure. La distance entre deux points opposés sur le fruit équivaut à la moitié de sa circonférence lorsque le ver avance au niveau de la surface de la pomme. Par contre, lorsqu’il choisit de creuser un trou à travers la pomme elle-même, la distance pour atteindre ce point diminue. Ainsi, le trou à travers la pomme illustre avec simplification ce qu’est le vortex spatio-temporel.
Que se passerait-il si on traversait un trou de ver ?
Les trous de ver ne sont pas particulièrement enclins à laisser passer une particule d’un trou noir vers un trou blanc. En fait, les trous blancs, selon la description géométrique faite jusqu’à présent, seraient particulièrement instables. Ainsi, les forces extrêmes à l’intérieur des trous de ver ou vortex obligeraient les vortex eux-mêmes à se tendre comme des élastiques et empêcheraient tout signal ou molécule de passer. Cependant, au lieu de cela, le physicien Koiran a eu l’idée d’utiliser la métrique d’Eddington-Finkelstein pour suggérer une possible stabilité de l’espace-temps dans le trou de ver qui permettrait, bien que dans des conditions extrêmes, le passage d’un signal après la traversée du trou noir. Alors, peut-être qu’il y aurait une route plus rapide… et plus stable pour traverser un trou de ver…
En effectuant ce calcul, le physicien a constaté que le temps pris par la particule au cours de son voyage est fini : cela garantirait l’existence d’une éventuelle trajectoire moins instable. Toutefois, cela ne signifie pas pour autant qu’elle soit stable. En effet, Koiran a considéré le comportement de la gravité, mais il y a d’autres forces à prendre en compte lorsqu’on parle de relativité générale. Par exemple, l’échange de chaleur et d’énergie, dans la théorie de la thermodynamique, qui indique l’importance de l’instabilité des trous blancs. Si grande qu’elle risque de faire exploser tout ce qui nous entoure !
Mais peut-on se fier à un simple changement de métrique ? Dans ce jeu de mathématiques et de relativité, il semble qu’un simple changement dans le choix de la géométrie puisse modifier radicalement le comportement structurel de l’espace-temps. Il sera très intéressant d’en comprendre les conséquences si par exemple on imaginait faire traverser un humain dans un trou de ver !
Théorie du pont Einstein-Rosen ou la grande traversée de l’univers
À l’heure où nous écrivons cet article, un trou de ver ou wormhole est rappelons-le encore qu’un objet théorique basé sur des hypothèses de physiciens.
Ce concept abstrait et développé en grande partie par la théorie du pont Einstein-Rosen annonce qu’il serait possible de faire traverser un corps ou un objet à travers un couloir spatio-temporel afin de rejoindre deux points distants de l’univers.
Depuis, d’autres théories appartenant notamment à la physique quantique se sont intéressés aux trous de vers et en particulier aux différentes dimensions de l’univers. D’ailleurs, de plus en plus de physiciens pensent en fait qu’il n’y aurait pas qu’un seul univers mais plusieurs univers. On parlerait alors de metavers ou meta-univers (attention, rien à voir avec Facebook) entre lesquels d’ailleurs, il serait aussi possible de voyager…
