Les trous de ver Que sont-ils et pouvons-nous les utiliser?

Voyager dans l'espace à travers des trous de ver semble être une idée assez intéressante. Qui n'aimerait pas avoir la technologie pour sauter dans un navire, trouver le trou de ver le plus proche et voyager dans des endroits éloignés en peu de temps? Cela rendrait les voyages dans l'espace si faciles! Bien sûr, l'idée apparaît tout le temps dans les films et les livres de science-fiction. Ces "tunnels dans l'espace-temps" permettent aux personnages de se déplacer dans l'espace et le temps en un clin d'œil, et les personnages n'ont pas à se soucier de la physique.

Les trous de ver sont-ils réels? Ou ne sont-ils que des dispositifs littéraires pour faire avancer les intrigues de science-fiction. S'ils existent, quelle est l'explication scientifique derrière eux? La réponse pourrait être un peu de chacun. Cependant, ils sont conséquence directe de la relativité générale, la théorie développée pour la première fois par Albert Einstein au début du XXe siècle. Cependant, cela ne signifie pas nécessairement qu'ils existent ou que les gens peuvent les traverser en vaisseaux spatiaux. Pour comprendre pourquoi ils sont même une idée de voyage dans l'espace, il est important d'en savoir un peu plus sur la science qui pourrait les expliquer.

Que sont les trous de ver?

Un trou de ver est censé être un moyen de traverser l'espace-temps qui relie deux points distants de l'espace. Quelques exemples de fiction et de films populaires incluent le film Interstellaire, où les personnages ont utilisé des trous de ver comme portails vers des parties éloignées de la galaxie. Cependant, il n'y a aucune preuve d'observation qu'ils existent et il n'y a aucune preuve empirique qu'ils ne sont pas là quelque part. L'astuce consiste à les trouver et à comprendre comment ils fonctionnent. 

Un moyen pour qu'un trou de ver stable existe est qu'il soit créé et soutenu par une sorte de matériau exotique. C'est facile à dire, mais qu'est-ce qu'un matériau exotique? De quelle propriété spéciale a-t-elle besoin pour faire des trous de ver? Théoriquement parlant, ces "trucs de trou de ver" doivent avoir une masse "négative". C'est exactement ce à quoi cela ressemble: de la matière qui a une valeur négative, plutôt que de la matière régulière, qui a une valeur positive. C'est aussi quelque chose que les scientifiques n'ont jamais vu.

Maintenant, il est possible que des trous de ver surgissent spontanément en utilisant cette matière exotique. Mais, il y a un autre problème. Il n'y aurait rien pour les soutenir, alors ils se replieraient instantanément sur eux-mêmes. Pas si bien pour un navire qui passe à l'époque. 

Trous noirs et trous de ver

Donc, si les trous de ver spontanés ne sont pas réalisables, existe-t-il une autre façon de les créer? Théoriquement oui, et nous avons des trous noirs à remercier pour cela. Ils sont impliqués dans un phénomène connu sous le nom de pont Einstein-Rosen. C'est essentiellement un trou de ver créé en raison de l'immense déformation de l'espace-temps par les effets d'un trou noir. Plus précisément, il doit s'agir d'un trou noir de Schwarzschild, qui a une masse statique (immuable), ne tourne pas et n'a pas de charge électrique.

Alors, comment cela fonctionnerait-il? Essentiellement, lorsque la lumière tombe dans le trou noir, elle passe à travers un trou de ver et s'échappe de l'autre côté, à travers un objet appelé trou blanc. Un trou blanc est similaire à un trou noir, mais au lieu d'aspirer du matériau, il repousse le matériau. La lumière serait accélérée loin du «portail de sortie» d'un trou blanc à la vitesse de la lumière, ce qui en ferait un objet brillant, d'où le terme «trou blanc». 

Bien sûr, la réalité mord ici: il serait impossible de tenter de passer par le trou de ver pour commencer. C'est parce que le passage nécessiterait de tomber dans un trou noir, ce qui est une expérience remarquablement mortelle. Tout ce qui dépassait l'horizon des événements serait étiré et écrasé, y compris les êtres vivants. Pour le dire simplement, il n'y a aucun moyen de survivre à un tel voyage.

La singularité Kerr et les trous de ver traversables

Il y a encore une autre situation dans laquelle un trou de ver pourrait survenir, de ce qu'on appelle un trou noir Kerr. Il semblerait tout à fait différent d'une "singularité ponctuelle" normale, ce que les astronomes pensent constituer des trous noirs. Un trou noir de Kerr s'orienterait dans une formation en anneau, équilibrant efficacement l'immense force gravitationnelle avec l'inertie rotationnelle de la singularité.

Le trou noir étant "vide" au milieu, il pourrait être possible de passer par ce point. La déformation de l'espace-temps au milieu de l'anneau pourrait agir comme un trou de ver, permettant aux voyageurs de passer à un autre point dans l'espace. Peut-être de l'autre côté de l'univers, ou dans un univers différent tous ensemble. Les singularités Kerr ont un avantage distinct sur les autres trous de ver proposés car elles ne nécessitent pas l'existence et l'utilisation de "masse négative" exotique pour les maintenir stables. Cependant, ils n'ont pas encore été observés, seulement théorisés. 

Pourrions-nous un jour utiliser des trous de ver?

Mis à part les aspects techniques de la mécanique des trous de ver, il existe également des vérités physiques dures sur ces objets. Même s'ils existent, il est difficile de dire si les gens pourraient jamais apprendre à les manipuler. De plus, l'humanité n'a même pas encore de vaisseaux spatiaux, donc trouver des moyens d'utiliser les trous de ver pour voyager, c'est vraiment mettre la charrue avant le cheval. 

Il y a aussi la question évidente de la sécurité. À ce stade, personne ne sait exactement à quoi s'attendre à l'intérieur d'un trou de ver. Nous ne savons pas non plus exactement O a un trou de ver pourrait envoyer un navire. Cela pourrait être dans notre propre galaxie, ou peut-être ailleurs dans l'univers très éloigné. Aussi, voici quelque chose à mâcher. Si un trou de ver a emmené un navire de notre galaxie à un autre milliard d'années-lumière, il y a toute une question de temps à considérer. Le trou de ver se transporte-t-il instantanément? Si oui, QUAND arrivons-nous sur la rive lointaine? Le voyage ignore-t-il l'expansion de l'espace-temps? 

Donc, bien qu'il soit certainement possible pour que les trous de ver existent et fonctionnent comme des portails à travers l'univers, il est beaucoup moins probable que les gens puissent jamais trouver un moyen de les utiliser. La physique ne fonctionne tout simplement pas. Encore. 

Édité et mis à jour par Carolyn Collins Petersen