Voyager à travers un trou de ver serait possible... mais un peu lent !

Il y a quelques jours, lors d’une conférence de l’American Physical Society, le physicien Daniel L. Jafferis, de l’université d’Harvard, a présenté des résultats plutôt surprenants : voyager à travers un trou de ver serait théoriquement possible ! Un trou de ver ? Mais siii, vous l’avez vu dans Interstellar, avec le marmottant mais séduisant Matthew McConaughey, rappelez-vous cette scène dans laquelle Matt’ observe un trou de ver, tout intrigué :

Le trou de ver comme raccourci dans l'espace-temps

Le collègue de Matthew lui explique gentiment le principe du trou de ver. Vous voulez atteindre un point très lointain de l’espace ? N’y passez pas la vie, prenez un raccourci ! Dans la vidéo, notre espace-temps est représenté comme une feuille, que l’on pourrait plier pour atteindre plus vite notre destination, via le trou de ver.




Comme les trous noirs, les trous de ver ont été imaginés par Albert Einstein (et Nathan Rosen en ce qui concerne les trous de ver). Toutefois, les trous de ver sont (pour l’instant) des objets purement théoriques. A l’inverse, les trous noirs ont été observés, d’abord indirectement, et très récemment directement pris en photo !

Einstein et Rosen avaient imaginé ces trous de ver, aussi appelés ponts d’Einstein-Rosen (en réalité découverts par Ludwig Flamm un peu plus tôt, han l'arnaque !), mais ils n’avaient pas pu trouver un moyen de garder ces ponts ouverts. Il aurait fallu une matière exotique pour les empêcher de se refermer presque instantanément. De plus, ces ponts auraient une taille quantique, du genre très très microscopiques. Pas évident pour faire passer vos fesses, si petites soient-elles (personne n’est gros). Et si on essaie de les agrandir, ils s’autodétruisent ! Bon, c’est mal barré pour les vacances dans la galaxie voisine. Ce qui n’a pas empêché toute la science fiction de se servir de cette idée, fort pratique, je vous l’accorde.

Mais ce n'est pas ça qui décourage les physiciens, et certains, comme Kip Thorne ou Stephen Hawking, ont imaginé comment stabiliser de tels objets, avec l’effet Casimir par exemple. Je précise que cela n’a strictement rien à voir avec le type en costume orange qui cuisine du gloubi-boulga pour les enfants (osez cliquer sur la vidéo ci-dessous).

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Le vide… pas si vide que ça !

Le néerlandais Hendrik Casimir a montré en 1948 que si on rapproche suffisamment deux plaques parallèles, une force semble vouloir les coller l’une à l’autre. La cause probable ? L’énergie… du vide ! En réalité, le vide n’est pas si vide que ça. Dans le vide, des particules apparaissent sans cesse, et s’annihilent aussitôt. Pour mieux se représenter, et puisqu’on en parlait, imaginons que dans le vide, en permanence, des Casimirs de toutes les tailles apparaissent et disparaissent. Par contre, entre nos deux plaques très rapprochées, seuls les petits Casimirs peuvent rentrer. Si nos Casimirs décident de danser tous la salsa en poussant leurs voisins, on se rend compte que les Casimirs de l’extérieur, plus nombreux et plus costauds, vont pousser plus fort que les petits Casimirs entre les plaques. Résultat, les plaques se rapprochent !

L'effet Casimir expliqué aux enfants.

Cet effet n’est pas qu’un détail marrant de la physique. Dans certaines théories, il pourrait carrément être à l’origine de l’existence de la gravité, rien que ça. C’est un effet similaire qu’a proposé Daniel L. Jafferis en imaginant connecter deux trous noirs au niveau quantique. Dans ce cas, le trou de ver serait alors traversable. Cela signifie que de la lumière pourrait passer dans le trou de ver et en ressortir, ce qui est normalement impossible dans le cas d’un trou noir ordinaire. Ce serait particulièrement intéressant car cela nous permettrait de savoir ce qu’il se passe à l’intérieur de ces monstres galactiques, censés tout avaler et ne jamais rien rendre !

Pour les vacances par contre, c'est toujours pas gagné, Jafferis précise que "Cela prend plus de temps de traverser ces trous de ver que d'y aller directement, alors ils ne sont pas très utiles au voyage spatial."... Même si de l’extérieur, tout cela peut avoir l’air farfelu (si, si, vous pouvez le dire hein), chercher un moyen de construire un trou de ver dans lequel la lumière puisse passer a déjà fait bien progresser la recherche sur une possible théorie de gravité quantique. Cette théorie (un peu le Graal des physiciens) permettrait de réconcilier la physique imaginée par Einstein, qui décrit l’infiniment grand, notre Univers, et la physique quantique décrivant l’infiniment petit, ces deux théories étant fondamentalement incompatibles, c'est ballot.

Pour aller plus loin

• L'article de Science Daily (en anglais) dans lequel j'ai trouvé ces informations et la citation de Jafferis
• L'effet Casimir sur wikipédia (mais accrochez-vous, c'est chaud)
  
• Mon dossier sur les trous noirs