Des trous noirs pourraient être des portails spatio-temporels déguisés
Les physiciens théoriques débattent depuis longtemps de l'existence possible des trous de ver, structures mathématiquement plausibles mais sans preuve tangible. Une théorie suggère que ces tunnels hypothétiques dans l'espace-temps pourraient se faire passer pour des trous noirs, les deux partageant des caractéristiques similaires en raison de leur position à la limite des lois physiques connues. Une nouvelle étude renforce cette hypothèse en analysant les modes quasi-normaux, des vibrations distinctes de l'espace-temps causées par des perturbations temporaires, et conclut que les trous de ver pourraient imiter les trous noirs dans ce contexte précis.
Bien que les trous de ver traversables soient un thème récurrent en science-fiction, ces structures reliant deux points de l'univers restent purement hypothétiques. Le pont Einstein-Rosen, l'un des premiers types de trous de ver théorisés, n'est qu'une solution spécifique aux équations d'Einstein décrivant la géométrie de l'espace-temps sous certaines conditions de matière et d'énergie. Malheureusement, ces rêves scientifiques reposent sur le concept fantastique d'«énergie négative», inexistant dans l'univers classique (bien que la réponse soit moins claire dans le domaine quantique).
Face à la bizarrerie spatio-temporelle nécessaire pour former un trou de ver stable, certains scientifiques se demandent si certains trous noirs pourraient en réalité être des trous de ver déguisés. Bien que la réalité physique rende cela quasi impossible, les mathématiques montrent que c'est concevable. Une nouvelle étude a analysé un attribut spécifique des trous noirs de Schwarzschild (des objets hypothétiques sans rotation ni champ électrique) : les modes quasi-normaux (QNMs). Ces modes décrivent les vibrations distinctes de l'espace-temps lorsqu'un objet compact est perturbé.
En utilisant différentes approches, notamment une paramétrisation pour définir les propriétés de la zone près de la «gorge» d'un trou de ver, les chercheurs ont conclu qu'un trou de ver pourrait reproduire les QNMs associés aux trous noirs statiques. Les résultats, disponibles sur arXiv, seront bientôt publiés dans Physical Review D. Les auteurs soulignent que les objets compacts exotiques, bien que non détectés, pourraient exister théoriquement et imiter les propriétés observables des trous noirs.
L'idée que les trous de ver puissent imiter des trous noirs de toutes tailles n'est pas nouvelle. En 2021, une étude a suggéré que les noyaux galactiques actifs pourraient être des entrées de trous de ver plutôt que des trous noirs supermassifs. Une autre étude en 2022 a montré que la lumière émise par un disque entourant un trou de ver traversable serait presque identique à celle d'un trou noir statique. Des théories plus anciennes évoquent également des paires de trous noirs et de «trous blancs» formant ensemble des trous de ver.
Cette nouvelle étude approfondit le débat en analysant les QNMs des trous noirs statiques et en constatant leur similitude avec ceux des trous de ver. Les auteurs prévoient d'affiner leurs recherches en améliorant les paramètres près de la gorge et en étudiant les perturbations gravitationnelles polaires. Pour l'instant, les trous de ver restent du domaine de la science-fiction, mais les mathématiques continuent de prouver leur plausibilité, encourageant les scientifiques à poursuivre leur quête de ces ponts cosmiques.
