Une porte vers un autre Univers ? Des chercheurs décrivent des trous blancs qui cracheraient de la matière et du temps !


Les trous noirs sont peut-être les objets les plus déroutants de l'Univers. Des régions dans lesquelles il se passe des choses que nous avons peine à imaginer. Et comme si cela ne suffisait pas, voici que des chercheurs jettent sur le papier les bases d'entités peut-être encore plus stupéfiantes : les trous blancs.

Les trous noirs sont des objets fascinants. Ils correspondent à des régions de l'espace dans lesquelles la gravité est tellement forte que rien ne peut s'en échapper. Pas même la lumière. C'est d'ailleurs ce qui leur vaut ce nom. Et depuis des décennies maintenant, les chercheurs s'interrogent sur ce qui peut bien se passer dans les entrailles de ces monstres énigmatiques.

À en croire Albert Einstein, n'importe quel objet piégé dans un trou noir devrait chuter vers son cœur et finirait par être détruit par les forces gravitationnelles colossales à l'œuvre au niveau de ce que les physiciens appellent une singularité. Le tout petit point où est désormais concentrée la masse énorme de l'étoile géante qui, en rendant son dernier souffle, a donné naissance au trou noir. Un tout petit point de densité infinie, donc, et qui semble échapper à notre vision de la physique et du temps.

Un tout petit point sur lequel des chercheurs de l'université de Sheffield (Royaume-Uni) ont décidé de poser aujourd'hui un regard différent. Les travaux qu'ils détaillent dans les Physical Review Letters reposent certes sur un modèle théorique simplifié de trou noir. Celui du trou noir plan dans lequel la frontière de ces mystérieux objets correspond non plus à une forme sphérique, mais à une surface en deux dimensions. En forme de selle. Mais les physiciens estiment que leurs conclusions pourraient tout aussi bien s'appliquer à un trou noir réel.

Sur cette vue d'artiste, un trou blanc comme celui que l'étude des chercheurs de l'université de Sheffield (Royaume-Uni) décrit. © Philip Drury, Université de Sheffield

De singularité à fluctuation quantique

L'angle différent que les chercheurs ont choisi d'adopter, c'est celui de la mécanique quantique. Ils démontrent ainsi, théoriquement en tout cas, que de singularités, il n'y aurait finalement pas dans les trous noirs. Le cœur de ces objets étonnants pourrait bien être constitué d'une région où se produisent d'importantes fluctuations quantiques. Comprenez, une région qui connait des variations temporaires de son énergie. Une région où, finalement, ni l'espace ni le temps ne s'arrêtent. Mais où ils rebondissent, en quelque sorte.

Ainsi, l'espace et le temps entreraient là dans une nouvelle phase que les physiciens appellent trou blanc. Pour l'heure, il n'existe aucune preuve que l'Univers soit capable de développer ce genre d'objet. Une région qui se comporterait à l'inverse d'un trou noir. Au lieu de tout aspirer à lui, un trou blanc éjecterait tout en direction de notre Univers. Permettant, d'une certaine manière, au temps de se renverser.

Le rôle de l'énergie noire dans l'apparition des trous blancs

« Alors que l'on pense généralement que le temps est relatif à l'observateur, dans nos recherches, il dérive de la mystérieuse énergie noire qui imprègne l'univers tout entier », explique, dans un communiqué, Steffen Gielen, chercheur à l'École des sciences mathématiques et physiques de l'Université de Sheffield. « Nous suggérons que le temps peut être mesuré par cette énergie noire [dont les scientifiques ignorent la nature, mais qu'ils considèrent comme omniprésente dans l'Univers et responsable de son expansion actuelle]. C'est la nouvelle idée fondamentale qui nous permet de comprendre les phénomènes qui se produisent au sein d'un trou noir ».

Si l'on accepte cette idée que l'énergie noire puisse servir de référence à notre mesure du temps, quelque chose de tout à fait déroutant pourrait devenir possible. Selon Steffen Gielen, en effet, « hypothétiquement, un observateur pourrait traverser le trou noir, traverser ce que nous considérons comme une singularité, et émerger de l'autre côté du trou blanc ».

Notez bien que tout ceci n'a en rien l'ambition de prouver l'existence des trous blancs. Toutefois, ces travaux pourraient aider à mieux comprendre leur fonctionnement. Et ainsi, à mieux comprendre, également, comment la relativité générale et la mécanique quantique, deux théories qui semblent tellement différentes, peuvent se partager une même réalité physique. De quoi potentiellement ouvrir la voie à de nouvelles théories fondamentales et à des avancées capitales pour notre compréhension de l'Univers.