L'existence de tels phénomènes n'a jamais été prouvée ni observée : les trous de ver n'existent donc théoriquement pas, du moins pour le moment. Le mot anglais « wormhole » (littéralement trou de ver (de terre)) est souvent employé comme synonyme de « trou de ver ».
Un trou de ver est un objet théorique, solution des équations de la relativité générale, qui connecte deux régions éloignées de l'Univers. Quel est le lien entre une chute d'eau et un trou noir ? Dans les deux cas, il existe une frontière invisible qui, une fois franchie, vous condamne à un voyage sans retour.
Si une matière à masse négative existe (matière exotique), on peut en principe élaborer un trou de ver statique en accumulant des masses négatives. La théorie d'Einstein précise qu'on peut fabriquer n'importe quel type de géométrie spatio-temporelle, statique ou dynamique.
En fait, la ressemblance n'est valable que pendant un certain temps. Contrairement aux trous noirs, les trous de ver émettent ensuite un écho, en fin de désexcitation.
Les trous de ver sont des objets hypothétiques, qui relieraient des régions différentes de l'espace et du temps. En théorie, les trous de ver permettraient de voyager d'un point à l'autre de l'espace. Pour exister, des trous de ver traversables (par des êtres humains) auraient besoin de conditions bien spécifiques.
Dans la description dite classique de la relativité générale (qui néglige les effets quantiques), il est impossible de traverser un trou de ver sans invoquer des effets exotiques tels que le voyage dans le temps.
Selon une étude parue dans Classical and Quantum Gravity, un voyage dans le temps sans paradoxe est mathématiquement possible. La question du voyage dans le temps fait encore débat chez les physiciens.
Comme l'infini dans la nature, ça n'existe pas, on en déduit une chose, c'est qu'on ne sait pas. On pense que toute matière ordinaire a disparu. Dans le trou noir, il n'y a donc pas, après cette aventure, une fusée et un spationaute égaré de plus. Il y a toujours le vide.
Passée cette limite, il n'y a pas de retour envisageable. La force de gravitation y devient tellement importante que même la lumière, à la vitesse de déplacement avoisinant les 300 000 kilomètres par seconde, est déviée pour se diriger vers le centre du trou noir, où toute la matière se concentre à l'infini.
Au centre d'un trou noir se situe une région dans laquelle le champ gravitationnel et certaines distorsions de l'espace-temps (on parle plutôt de courbure de l'espace-temps) divergent à l'infini, quel que soit le changement de coordonnées. Cette région s'appelle une singularité gravitationnelle.
Selon la théorie de la gravité quantique à boucles, les trous blancs seraient le destin ultime des trous noirs. La matière qui s'est effondrée dans un trou noir ressort alors de l'astre lorsque celui-ci se transforme en trou blanc.
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Un trou noir est créé après la mort d'une étoile très massive. Le noyau de l'étoile s'effondre sur lui-même, ce qui entraine l'expulsion des couches externes de l'étoile en une gigantesque explosion : une supernova. Tout le reste de la matière se concentre en un petit point appelé singularité.
1783 : dans le cadre de la théorie corpusculaire de la lumière, John Michell énonce la première notion de trou noir newtonien (en se servant des lois de Newton de la gravitation).
Le petit trou en question s'appelle le punctum lacrymal, soit “le point”. Et malgré sa petite taille, il a un rôle essentiel pour nos yeux.
cavité, anfractuosité, excavation.
Notre univers pourrait bien se trouver dans un vaste trou noir. Remontons le temps : avant la venue de l'Homme, avant l'apparition de la Terre, avant la formation du soleil, avant la naissance des galaxies, avant toute lumière… il y a eu le Big Bang. C'était il y a 13,8 milliards d'années. Mais avant cela ?
Mais c'est un peu compliqué : un humain ne peut le faire que si le trou noir en question a deux caractéristiques, être à la fois supermassif et isolé. Il faut également que la personne qui y pénètre ne s'attende pas à faire part de ses découvertes à quiconque dans le reste de l'univers.
Par rapport à un observateur situé loin du trou noir, tous les phénomènes se passant à proximité du trou noir semblent se dérouler plus lentement. Une horloge avancerait à un rythme plus lent. En quelque sorte, donc, les trous noirs ralentissent le temps.
Les trous noirs jouent aujourd'hui un rôle crucial non seulement en astrophysique mais aussi en physique des particules, et en particulier dans les théories essayant d'unifier la relativité générale et la physique quantique.
On estime ainsi que les trous noirs résidus stellaires commenceront à s'évaporer dans cent milliards de milliards d'années et les trous noirs supermassifs dans un milliards de milliards de milliards de milliards d'années.
Deux mathématiciens canadiens ont toutefois démontré qu'en réalité il est possible de voyager dans le passé sans faire émerger de paradoxe. En effet, les événements s'ajusteraient d'eux-mêmes afin de préserver la cohérence du flux temporel.
La machine à voyager dans le temps que Ben Tippet a imaginée avec David Tsang, un astrophysicien de l'université du Maryland, est en fait une sorte de "boite qui se déplace d'avant en arrière à travers l'espace et le temps", dans un mouvement circulaire.
« Pour pouvoir atteindre cette vitesse ultime, une particule massive doit, si on suit la relativité générale, recevoir une quantité d'énergie infinie. Elle doit se désintégrer pour devenir purement énergétique. C'est à ce moment-là qu'elle pourra aller à la vitesse de la lumière » étaye Marie-Christine Angonin.