CONNAISSANCE DU COSMOS #2 : TROUS NOIRS, TROUS DE VER & MULTIVERS - Part 1

21 oct. 2019

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CHRONIQUES ASTRONOMIQUES : News galactiques : Trous noirs, trous de ver et univers parallèles

LES TROUS NOIRS

Un trou noir est un corps dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’échapper à cause de l’énorme attraction gravitationnelle. Le trou noir reste quelque chose d’étrange et un mystère pour les astrophysiciens.

D’après les derniers calculs, il semblerait que toutes les galaxies disposent en leur centre d’un trou noir massif. Onze trous noirs ont été détectés à proximité du Système solaire. Au centre de la Voie lactée, Sagittarius A est un trou noir super-massif de 9 millions de km.

Que se passe-t-il véritablement lorsqu’un objet céleste approche de l’horizon des événements d’un trou noir ?

Horizon des événements : limite à partir de laquelle ce qu’il se passe reste inaccessible, aucune matière ni lumière ne pouvant s’en échapper.

Hypothèse 1 : certains astrophysiciens estiment que la croissance de certains trous noirs super-massifs s’arrête à un moment donné et se mettent alors en sommeil.

Hypothèse 2 : d’autres experts estiment que certains de ces dévoreurs de temps et d’espace possèdent un appétit illimité, aspirant matière cosmique, poussières, gaz et étoiles.

LES TROUS DE VER

Sont-ils des trous noirs menant vers d’autres univers ?

Pour certains chercheurs physiciens, certains trous noirs seraient en réalité des trous de ver, sortes de tunnels dimensionnels menant à d’autres endroits de l’Univers. Selon ces mêmes chercheurs, cela expliquerait la déformation de l’espace-temps constatée à proximité immédiate des trous noirs, une propriété connue sous le nom de « paradoxe de l’information ».

Afin de bien comprendre le principe du trou de ver, il faut avant tout pouvoir s’imaginer l’Univers comme un mille feuilles (si celui-ci possède bien cette configuration). Le trou de ver sert de pont entre deux feuilles superposées l’une sur l’autre, créant ainsi un raccourci cosmique.

Comment faire la différence entre un trou noir classique et un trou de ver ?

Un corps qui pénètre dans un trou noir est irrémédiablement pulvérisé et démembré atome par atome, puis reste capturé à jamais par son immense attraction.

Les trous de ver, qui constitueraient des passages où un objet pourrait ressortir intact à l’autre extrémité. Il est donc très important de savoir différencier un trou noir d’un trou de ver. Hélas, avec la technologie connue actuellement, la distinction s’avère être en pratique impossible. Selon Igor Novikov, expert en astrophysique et en cosmologie, étudiant la théorie des cordes, les trous de ver auraient pu se créer en grande quantité lors de la création de l’univers primordial et il pourrait en exister un grand nombre au cœur des noyaux des galaxies.

Théorie de Novikov : des trous de ver magnétiques présents au centre des galaxies permettraient non seulement de rejoindre différents endroits de l’Univers, mais favoriseraient également la connexion avec d’autres univers encore inconnus de l’Humanité.

Selon de nombreux astrophysiciens qui étudient la théorie des cordes, il existerait un multivers, c’est-à-dire, plusieurs univers reliés entre eux mais qui n’obéissent pas aux mêmes lois de la physique.

De ce point de vue, les trous de ver peuvent être considérés comme des passerelles vers d’autres mondes, aussi vastes que l’Univers dont nous ne connaissons qu’une infime partie. Tout reste encore à explorer.

Novikov est l’un des premiers scientifiques à prouver officiellement l’existence d’un trou de ver magnétique grâce à l’exploration du quasar QO9576-561. Si la théorie de l’astrophysicien s’avérait exacte, l’étude du cosmos entamerait une nouvelle ère pleine de « potentialités extraordinaires » comme par exemple les voyages vers des univers parallèles.

Avant tout cela, les scientifiques espèrent pouvoir utiliser les trous de ver pour se déplacer dans notre propre univers en faisant fi des distances interstellaires qui limitent jusqu’à présent l’expansion cosmique de l’espèce humaine.

Actuellement, il faudrait 40 000 ans pour atteindre Alpha Centauri, située à 40 000 milliards de km du Système solaire. A ce rythme, impossible d’atteindre une quelconque galaxie même avec un vaisseau spatial technologiquement développé.

Par conséquent, les trous de ver pourraient représenter la clé des voyages interstellaires et de l’exploration spatiale de demain.

Objectifs :

Parvenir à maîtriser les trous de ver qui constituent de véritables raccourcis dans l’espace-temps.
S’affranchir des distances immenses de l’espace en se déplaçant quasi instantanément d’un point à un autre du cosmos, en tordant l’espace-temps à volonté.

Avant tout, il faudra identifier de façon formelle un trou de ver afin d’en étudier ses propriétés. Ainsi, il pourra être déterminé s’il est possible de voyager dans ce tunnel quantique sans être broyé par l’énergie déployée par ce corps céleste.

Toutefois, il sera nécessaire d’établir une cartographie des trous de ver, en spécifiant vers quelles régions de l’espace mènent ces portes dimensionnelles.

LE VOYAGE A TRAVERS LES UNIVERS PARALLÈLES, UNE POSSIBILITÉ INCROYABLE QU’ENVISAGENT LES PHYSICIENS

« Le multivers est l’une des idées les plus prisées de la SF : voyagez assez loin ou entrez dans le bon trou de ver et vous pourrez peut-être rencontrer votre alter ego dans un autre univers.

Mais si des univers parallèles existent vraiment, sera-t-il possible de les atteindre ?

Les physiciens les plus reconnus soupèsent leurs propres pensées idiosyncrasiques […] ».

Notion d’univers parallèles

L’idée de l’existence des univers parallèles est à la fois inévitable mais perturbatrice. L’idée d’un multivers n’est pas considérée comme une théorie scientifique mais comme « une conséquence théorique des lois de la physique au fur et à mesure qu’elles sont mieux comprises aujourd’hui. »

C’est l’idée que l’espace-temps commence mais ne se termine jamais. Cela implique que l’existence est mathématiquement obligée de se répéter à un certain point : notion parfois appelée « multivers matelassés. »

Il existerait donc la possibilité que de multiples explosions engendrent de multiples bulles spatio-temporelles dans une mer de multivers, suggérant des potentialités infinies.

Comment cela fonctionne ?

D’après un physicien américain, spécialiste de la théorie des cordes, la plausibilité du voyage à travers le multivers, concédant que les univers parallèles existent réellement, dépend du concept de multivers dans lequel on s’inscrit. Cette notion est dominée par la physique quantique des univers parallèles.

Dans la théorie des cordes, qui consiste à combler le fossé existant entre la mécanique quantique et la relativité générale, l’hypothèse propose l’existence de nombreuses dimensions dans cet univers.

Beaucoup d’aspects de notre univers restent insaisissables. Mais les scientifiques n’ont pas les moyens de prouver si des univers alternatifs existent bel et bien et si nous pouvons traverser les frontières pour passer de l’un à l’autre, il est hautement improbable qu’un sujet aussi stimulant disparaisse de sitôt, aussi bien dans la SF que dans la science de la vie réelle.

UN TROU NOIR EST UNE PORTE VERS UN AUTRE UNIVERS

Stephen Hawking (1942-2018), astrophysicien renommé, avait passé l’essentiel de sa vie à étudier les trous noirs.

La physique actuelle ne s’oppose pas - en théorie – à ce qu’il puisse exister des passages vers d’autres univers. Pour se faire, il faut prouver l’existence de trous de ver, des passages qui rendent théoriquement possibles les voyages dans le temps.

Le rêve de tout physicien qui se respecte puisque l’hypothèse des trous de ver permettrait de réconcilier la théorie de la relativité générale décrite par Einstein, qui rend compte des phénomènes régissant l’Univers à grande échelle, avec la physique quantique, qui décrit le monde à l’échelle subatomique.

Dans un trou noir, on se demande où va la matière qui tombe dans les trous noirs et à quoi ressemblent l’espace et le temps.

Les trous noirs rayonnent et s’ils rayonnent, c’est qu’ils ne sont pas totalement isolés de l’espace-temps.

Ces astres ressemblent-ils à un puit fermé ou plutôt à un conduit menant vers ailleurs ?

Pour répondre à cette question, Stephen Hawking fait appel à une prédiction qu’Einstein avait fait en 1935. Ce dernier avait imaginé une minuscule jonction pouvant exister entre deux régions distinctes de l’espace-temps. De nos jours, le point d’entrée est interprété comme un trou noir, la sortie comme un trou blanc, c’est-à-dire, un objet théorique qui serait symétrique au trou noir qui est le résultat de l’évolution d’une étoile.

C’est en 1950 que deux théoriciens revisitent le fameux pont d’Einstein et le nomment « trou de ver ».

Selon la théorie du trou de ver, il serait donc possible d’emprunter un passage, une sorte de raccourci, permettant de passer d’un point A de l’espace à un point B débouchant soit à ce même espace-temps mais plus loin, soit à un espace-temps différent.

Stephen Hawking étudie un processus quantique capable de maintenir le tunnel ouvert pour le passage de particules, qui ressortiraient dans une autre région de l’espace-temps. L’astrophysicien a ainsi démontré qu’il est théoriquement envisageable d’atteindre d’autres régions de l’espace-temps.

Cet « autre univers » se trouve peut-être au-delà de ce que l’on appelle l’univers visible, c’est-à-dire, l’espace que l’on peut voir grâce à la lumière émise depuis le tout début de l’histoire du cosmos.

L’univers visible est « une sphère centrée sur la Terre dont le diamètre est estimé à 90 milliards d’années-lumière (vision géocentrique et anthropocentrique, ndlr). Pour appréhender l’univers, les scientifiques utilisent à des modèles cosmologiques mais ces modèles ne permettent pas de se rendre vraiment compte de la réalité. Il ne s’agit là que de théories.

Exemple de modèle cosmologique

Selon Andreï Linde, physicien russe, professeur à l’université de Standford (Californie, USA) l’univers ressemblerait à de la mousse et où chacune des bulles est univers éventuellement accessible en traversant un trou de ver. Cette image a inspiré Stephen Hawking. En effet, ce dernier avait proposé quelques méthodes pour prouver l’existence d’autres univers.

Des univers sans doute régis par des lois différentes de celles que nous connaissons. Le voyage spatio-temporel qui permettrait de les visiter ne laisserait qu’un seul choix aux êtres humains : partir ou rester.

« Une fois parti, vous ne pourrez pas revenir à votre point d’origine. » - Stephen Hawking

Stephen Hawking et le projet Breakthrough Starshot

Le célèbre astrophysicien britannique était convaincu que si l’humanité voulait survivre, il faudrait qu’elle quitte la Terre. Par ailleurs, il s’était exprimé à maintes reprises sur l’avenir de l’humanité : risques liés à la surpopulation, au changement climatique, problèmes posés par l’intelligence artificielle, etc.

Le professeur Hawking ne cessait de proférer des mises en garde avec une certaine radicalité.

En juillet 2017, à la suite du retrait des USA de l’Accord de Paris sur le climat, il déclarait que l’humanité était proche du point de non-retour « où le réchauffement climatique deviendra irréversible ».

Pour enchaîner lors d’un colloque à Pékin que la population terrienne est en croissance exponentielle et que cette croissance ne peut continuer de peur qu’il n’y ait plus vraiment de place ni plus trop de ressources pour tout le monde. Pour conclure qu’afin d’éviter l’extermination de l’espèce humaine, « nous devons nous préparer à partir dans l’espace et étudier les possibilités de nous installer sur d’autres planètes. »

Comment voyager dans le temps ?

D’après Stephen Hawking, il faut un trou de ver, un accélérateur de particules ou une fusée allant extrêmement vite.

La fusée

Einstein avait expliqué que le temps ne s’écoule pas de la même manière en tout point de l’espace. Il suffirait donc d’aller faire un tour là où il passe plus lentement pour se retrouver au retour dans le futur de la Terre.

Pour ralentir l’écoulement du temps :

Première configuration : fondée sur la relativité restreinte qui oblige le voyageur de l’espace à se déplacer très rapidement.
Deuxième configuration : fondée sur la théorie de la relativité générale qui stipule que le temps s’écoule plus lentement à proximité d’un astre massif.

Si le voyageur de l’espace parvient à s’approcher d’un trou noir puis à s’en extraire pour revenir sur Terre, il sera dans le futur (mais une fusée aussi rapide n’existe pas pour l’instant, nous dit-on et personne ne peut sortir indemne d’un trou noir.

L’accélérateur de particules

Cette technologie permet de faire tourner des grains de matière à des vitesses proches de celles de la lumière. Mais seules les particules pourraient voyager dans le temps (Cf. Grand collisionneur de hadrons, accélérateur de particules mis en fonction depuis 2008, amélioré en 2015, situé entre la France et la Suisse).

Le trou de ver

Il permet de connecter deux régions de l’espace-temps. Selon la théorie, un trou de ver est des milliards de fois plus petit qu’un humain ! Par conséquent, impossible d’y pénétrer.

Mais alors comment agrandir le trou de ver et le maintenir ouvert ?

Question posée par Carl Sagan (1934), astronome et scientifique américain, auteur de Contact, livre adapté en film par Robert Zemeckis en 1997, à Kip Thorne, conseiller pour le film Interstellar, film réalisé par Christopher Nolan en 2014.

Réponse : Il faut utiliser de la matière exotique (théorie) tout en développant une gravité négative qui repousserait les parois du trou de ver.

D’après Stephen Hawking, si l’être humain parvenait à disposer d’une machine à voyager dans le temps, il ne pourrait jamais l’utiliser ! Cela en raison du principe dit de causalité stipulant que les causes doivent précéder les effets.

A SUIVRE...