De Stargate à Interstellar, en passant par Contact, Sliders ou Star Trek, la science-fiction mobilise les trous de ver pour faire voyager les héros dans l’espace-temps. Mais est-ce vraiment plausible ?

Imaginez deux villes situées des deux côtés d’une montagne. Pour se rendre visite, les habitants de ces villes devront probablement faire le tour de la montagne. Mais s’ils veulent aller plus vite, ils peuvent creuser un tunnel à travers la montagne pour créer un raccourci. C’est l’idée d’un trou de ver.

On peut décrire un trou de ver comme étant un tunnel entre deux points distants de notre univers qui réduit le temps de voyage d’un lieu à l’autre. Au lieu de voyager pendant des millions d’années d’une galaxie à l’autre, on pourrait théoriquement, dans de bonnes conditions, utiliser un trou de ver pour réduire le temps de voyage à quelques heures, voire quelques minutes.

Comme les vortex représentent des raccourcis à travers l’espace-temps, ils pourraient même agir comme des machines à remonter le temps. Vous pourriez sortir d’une extrémité d’un trou de ver à un moment antérieur à celui où vous êtes entré.

Bien que les scientifiques n’aient aucune preuve que les trous de ver existent réellement dans notre monde, ils constituent de bons outils pour aider les astrophysiciens à réfléchir à l’espace et au temps. Ils pourraient également répondre à des questions très anciennes sur la constitution de l’univers.

Les filaments sont des sortes de pont qui relient les amas de galaxies. // Source : Flickr/CC/ESO/Dss/Giuseppe Donatiello (image recadrée)
Le cosmos est trop vaste pour que l’on puisse l’explorer par des moyens conventionnels. Mais avec un trou de ver, tout paraît possible. // Source : ESO/Dss/Giuseppe Donatiello

Les trous de ver : une fiction ou la réalité ?

En raison de ces caractéristiques intrigantes, de nombreux auteurs de science-fiction utilisent les trous de ver dans leurs romans ou leurs films. Cependant, les scientifiques ont été tout aussi captivés par l’idée des trous de ver que les artistes.

Bien que les chercheurs n’aient jamais trouvé de trou de ver dans notre univers, les trous de ver sont des solutions d’importantes équations de physique. Les solutions aux équations qui sous-tendent la théorie de l’espace-temps et de la relativité générale d’Einstein comprennent notamment des trous de ver. Cette théorie décrit la forme de l’univers et la façon dont les étoiles, les planètes et d’autres objets s’y déplacent. La théorie d’Einstein ayant été testée à de très nombreuses reprises et s’étant révélée correcte à chaque fois, certains scientifiques s’attendent à ce que des trous de ver existent quelque part dans l’univers.

Mais d’autres scientifiques pensent que les trous de ver ne peuvent pas exister car ils seraient trop instables.

L’attraction constante de la gravité affecte tous les objets de l’univers, y compris la Terre. La gravité aurait donc également un effet sur les trous de ver. Les scientifiques sceptiques à leur égard pensent qu’après un court laps de temps, le milieu du trou de ver s’effondrerait sous l’effet de sa propre gravité, à moins qu’une force poussant vers l’extérieur depuis l’intérieur ne vienne contrecarrer cette force. Le moyen le plus probable d’y parvenir est d’utiliser ce que l’on appelle des « énergies négatives », qui s’opposeraient à la gravité et stabiliseraient le trou de ver.

Simulation d'un trou de ver. // Source : Capture d'écran YouTube Pierre-Jean Charpin
Une simulation d’un trou de ver. // Source : Capture d’écran YouTube Pierre-Jean Charpin

Mais d’après ce que les scientifiques savent, les énergies négatives ne peuvent être créées qu’en quantités beaucoup trop faibles pour contrer la propre gravité d’un trou de ver. Il est possible que le Big Bang ait créé de minuscules trous de ver avec de petites quantités d’énergies négatives au début de l’univers, et qu’au fil du temps, ces trous de ver se soient étendus au fur et à mesure de l’expansion de l’univers.

Si les trous de ver sont des objets intéressants à considérer, ils ne sont toujours pas acceptés par la majeure partie de la communauté scientifique. Mais cela ne signifie pas qu’ils n’existent pas. Les trous noirs, dont on a aujourd’hui la preuve de leur existence, n’étaient pas acceptés lorsque les scientifiques ont suggéré pour la première fois leur existence, dans les années 1910.

Einstein a formulé ses célèbres équations pour la première fois en 1915, et le scientifique allemand Karl Schwarzschild a trouvé un moyen de décrire mathématiquement les trous noirs un an plus tard seulement. Cependant, cette description était si particulière que les principaux scientifiques de l’époque refusaient de croire que les trous noirs pouvaient réellement exister dans la nature. Il a fallu 50 ans pour que les gens commencent à prendre les trous noirs au sérieux – le terme « trou noir » n’a d’ailleurs pas été inventé avant 1967.

La même chose pourrait se produire avec les trous de ver. Il faudra peut-être un peu de temps aux scientifiques pour parvenir à un consensus sur leur existence ou non. Mais s’ils trouvent des preuves solides de leur existence – ce qu’ils pourraient faire en observant les mouvements étranges des orbites des étoiles – cette découverte influencera la façon dont les scientifiques voient et comprennent l’univers.

The conversation logo

Dejan Stojkovic, professeur de physique, Université de Buffalo

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.


Si vous avez aimé cet article, vous aimerez les suivants : ne les manquez pas en vous abonnant à Numerama sur Google News.