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Espace-temps déformé · Traversable
Trou de ver
Pas un trou. Une fenêtre — avec un autre univers de l'autre côté.
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Qu'est-ce qu'un Trou de ver ?

Un trou de ver est un tunnel dans l'espace-temps : deux régions distantes reliées par un raccourci qui ne passe pas par l'espace qui les sépare. Contrairement à un trou noir, il n'a ni horizon ni singularité — lumière et matière peuvent entrer d'un côté et ressortir de l'autre.

L'idée est aussi ancienne que la relativité générale elle-même. Einstein et Nathan Rosen en trouvèrent la première version en 1935 en cherchant à décrire les particules comme des traits de la géométrie plutôt que comme des choses posées dedans ; le « pont d'Einstein-Rosen » s'avéra relier deux régions extérieures en passant par le milieu d'un trou noir. Cette version est inutile pour voyager : elle se pince plus vite que rien ne peut la traverser. En fabriquer une qui reste ouverte, ce que Kip Thorne et Michael Morris ont établi en 1988, exige d'enfiler dans la gorge de la matière à densité d'énergie négative. Rien de tel n'a jamais été observé dans les quantités nécessaires. La géométrie est de la relativité générale légitime ; c'est la plomberie qui pose problème.

Ce qui rend un trou de ver digne d'être rendu, c'est qu'il n'est pas du tout un trou, et que toutes les intuitions forgées sur les trous noirs sont fausses ici. Il n'y a pas d'ombre. Les rayons dont le moment cinétique est inférieur au rayon de la gorge ne tombent pas et ne s'arrêtent pas — ils passent au travers et poursuivent leur route dans un second univers, si bien que le milieu de l'image est un hublot rond avec un ciel complètement différent derrière. Les rayons qui ont failli enfiler la gorge s'enroulent autour d'elle et reviennent : c'est ce qui dessine l'anneau brillant soulignant la fenêtre.

Cette scène intègre l'équation géodésique exacte d'Ellis-Bronnikov au lieu d'en approximer l'aspect. La métrique est à symétrie sphérique : chaque rayon reste donc dans un seul plan et tout le problème tridimensionnel se réduit à deux équations différentielles ordinaires, intégrées pixel par pixel. Le ciel lointain n'est ni une texture, ni une cube map, ni un montage : c'est un second champ d'étoiles procédural échantillonné selon la direction que chaque rayon suit réellement après sa sortie — d'où le fait que la vue à travers la gorge pivote comme le fait une fenêtre quand on l'orbite, et non comme un autocollant.

HorizonAucun
ExigeDe l'énergie négative
MétriqueEllis-Bronnikov
En un coup d'œil
Masse
Négative (exotique)
Rayon
Rayon de gorge, paramètre libre
Température
Aucune
Durée de vie
Instable sans matière exotique
Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'un trou de ver ?

Un trou de ver est une solution de la relativité générale dans laquelle deux régions distinctes de l'espace-temps sont reliées par une gorge. Contrairement à un trou noir, il n'a pas d'horizon des événements : en principe, quelque chose pourrait le traverser et revenir.

Les trous de ver existent-ils ?

Aucun trou de ver n'a jamais été observé, et l'on n'en connaît aucun. La géométrie est une solution valide des équations d'Einstein, mais maintenir une gorge ouverte exige de la matière exotique à densité d'énergie négative, dans des quantités que personne n'a produites ni détectées.

Quelle différence entre un trou de ver et un trou noir ?

Un trou noir a un horizon à sens unique et une singularité ; ce qui entre ne peut revenir. Un trou de ver traversable n'a ni l'un ni l'autre — c'est un tunnel, et la lumière qui le traverse ressort ailleurs au lieu d'être piégée.

Un trou de ver permettrait-il de voyager dans le temps ?

En principe. Si les deux bouches sont déplacées l'une par rapport à l'autre à des vitesses différentes, la dilatation du temps les désynchronise et le tunnel relie deux époques autant que deux lieux. Reste à savoir si la physique autorise les boucles causales qui en résultent.

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