Tout le monde veut un trou de ver. Je veux dire, qui veut prendre la peine de parcourir les routes longues et lentes à travers l'univers, prenant des dizaines de milliers d'années juste pour atteindre une autre étoile ennuyeuse? Pas quand vous pouvez pénétrer dans l'ouverture du trou de ver le plus proche, faire une petite promenade et vous retrouver dans un coin exotique éloigné de l'univers.
Il y a cependant une petite difficulté technique: les trous de ver, qui sont des virages dans l'espace-temps si extrêmes qu'un tunnel de raccourci se forme, sont catastrophiquement instables. Comme dans, dès que vous envoyez un seul photon dans le trou, il s'effondre plus vite que la vitesse de la lumière.
Mais un article récent, publié dans le journal de préimpression arXiv le 29 juillet, a trouvé un moyen de construire un trou de ver presque stable, qui s'effondre mais assez lentement pour envoyer des messages - et potentiellement même des choses - vers le bas avant qu'il ne se déchire . Tout ce dont vous avez besoin, c'est de quelques trous noirs et de quelques cordes cosmiques infiniment longues.
Peasy facile.
Le problème du trou de ver
En principe, la construction d'un trou de ver est assez simple. Selon la théorie d'Einstein de la relativité générale, la masse et l'énergie déforment le tissu de l'espace-temps. Et une certaine configuration spéciale de matière et d'énergie permet la formation d'un tunnel, un raccourci entre deux parties autrement éloignées de l'univers.
Malheureusement, même sur le papier, ces trous de ver sont incroyablement instables. Même un seul photon traversant le trou de ver déclenche une cascade catastrophique qui déchire le trou de ver. Cependant, une dose saine de masse négative - oui, c'est de la matière mais avec un poids opposé - peut contrecarrer les effets déstabilisateurs de la matière régulière essayant de traverser le trou de ver, la rendant traversable.
OK, la matière avec une masse négative n'existe pas, nous avons donc besoin d'un nouveau plan.
Commençons par le trou de ver lui-même. Nous avons besoin d'une entrée et d'une sortie. Il est théoriquement possible de connecter un trou noir (une région de l'espace où rien ne peut s'échapper) à un trou blanc (une région théorique de l'espace où rien ne peut entrer). Lorsque ces deux étranges créatures se rejoignent, elles forment une toute nouvelle chose: un trou de ver. Vous pouvez donc sauter dans l'une ou l'autre extrémité de ce tunnel et au lieu de vous écraser dans l'oubli, vous vous contentez de valser de l'autre côté.
Oh, mais les trous blancs n'existent pas non plus. Mec, ça devient difficile.
Chargez-le
Comme les trous blancs n'existent pas, nous avons besoin d'un nouveau plan. Heureusement, des calculs intelligents révèlent une réponse possible: un trou noir chargé. Les trous noirs peuvent porter une charge électrique (ce n'est pas courant à cause de la façon dont ils se forment naturellement, mais nous prendrons ce que nous pouvons obtenir). L'intérieur d'un trou noir chargé est un endroit étrange, avec la singularité normale en forme de point d'un trou noir étiré et déformé, lui permettant de former un pont vers un autre trou noir opposé.
Voila: un trou de ver, n'utilisant que des choses qui pourraient réellement exister.
Mais ce trou de ver via des trous noirs chargés a deux problèmes. Premièrement, il est toujours instable, et si quelque chose ou quelqu'un essaie de l'utiliser, il s'effondre. L'autre est que les deux trous noirs de charge opposée seront attirés l'un vers l'autre - à la fois par des forces gravitationnelles et électriques - et s'ils se rejoignent, vous obtenez juste un seul trou noir, grand, chargé de manière neutre et totalement inutile.
Mettez un arc cosmique dessus
Donc, pour que tout cela fonctionne, nous devons nous assurer que les deux trous noirs chargés restent en sécurité loin l'un de l'autre, et que le tunnel du trou de ver peut se maintenir ouvert. Une solution potentielle: les cordes cosmiques.
Les cordes cosmiques sont des défauts théoriques, similaires aux fissures qui se forment lorsque la glace gèle, dans le tissu de l'espace-temps. Ces restes cosmiques se sont formés aux premiers jours grisants des premières fractions de seconde après le Big Bang. Ce sont des objets vraiment exotiques, pas plus larges qu'un proton mais avec un seul pouce de leur longueur surpassant le mont Everest. Vous ne voulez jamais en rencontrer un vous-même, car ils vous trancheraient en deux comme un sabre laser cosmique, mais vous n'avez pas à vous inquiéter beaucoup car nous ne sommes même pas sûrs qu'ils existent, et nous n'en avons jamais vu là-bas en l'univers.
Pourtant, il n'y a aucune raison pour qu'ils ne puissent pas exister, donc c'est un jeu équitable.
Ils ont une autre propriété très utile en ce qui concerne les trous de ver: une tension énorme. En d'autres termes, ils n'aiment vraiment pas être bousculés. Si vous enfilez le trou de ver avec une chaîne cosmique et laissez la chaîne passer le long des bords extérieurs des trous noirs et s'étirer de chaque extrémité jusqu'à l'infini, la tension dans la chaîne empêche les trous noirs chargés d'être attirés les uns aux autres, en tenant les deux extrémités du trou de ver loin l'une de l'autre. Essentiellement, les extrémités lointaines de la chaîne cosmique agissent comme deux équipes opposées de tir à la corde, retenant les trous noirs.
Apaiser les tremblements
Une chaîne cosmique résout l'un des problèmes (en maintenant les extrémités ouvertes), mais cela n'empêche pas le trou de ver de s'effondrer si vous l'utilisez réellement. Alors, jetons une autre chaîne cosmique, enfilant également le trou de ver, mais aussi le bouclant à travers l'espace normal entre les deux trous noirs.
Lorsque les cordes cosmiques sont fermées en boucle, elles se tortillent - beaucoup. Ces vibrations tourbillonnent le tissu même de l'espace-temps qui les entoure, et lorsqu'elles sont réglées juste à droite, les vibrations peuvent faire en sorte que l'énergie de l'espace dans leur voisinage devienne négative, agissant effectivement comme une masse négative dans le trou de ver, la stabilisant potentiellement.
Cela semble un peu complexe, mais dans un article récent, une équipe de physiciens théoriciens a donné des instructions étape par étape pour la construction d'un tel trou de ver. Ce n'est pas une solution parfaite: finalement, les vibrations inhérentes aux cordes cosmiques - les mêmes qui pourraient garder le trou de ver ouvert - tirent l'énergie, et donc la masse, loin de la corde, la rendant de plus en plus petite. Essentiellement, au fil du temps, les cordes cosmiques se tortillent dans l'oubli, avec un effondrement complet du trou de ver non loin derrière. Mais le trou de ver serré peut rester stable assez longtemps pour permettre aux messages ou même aux objets de voyager dans le tunnel et de ne pas mourir, ce qui est bien.
Mais nous devons d'abord trouver des cordes cosmiques.
Paul M. Sutter est astrophysicien à Université d'État de l'Ohio, hôte de Demandez à un astronaute et Radio spatialeet auteur de Votre place dans l'univers.
