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Une nouvelle théorie sauvage suggère que les trous de ver peuvent être des raccourcis stables dans l’espace-temps

Une nouvelle théorie brutale suggère que les trous de ver, ou portails entre les trous noirs, peuvent être stables après tout.

Les résultats contredisent les prédictions précédentes selon lesquelles ces raccourcis hypothétiques à travers l’espace-temps s’effondreraient immédiatement.

Le changement radical est dû à de légères différences dans mathématiques La relativité, qui est utilisée pour décrire de tels trous de ver, finit par changer radicalement notre image globale de leur comportement.

jeu d’échelles

Tout d’abord, quelques informations de base sur la façon de le faire relativité générale Travaux. La relativité est comme une machine. Mettez certaines choses – par exemple, une masse ou un arrangement de particules – et la machine crache comment ce groupe se comportera au fil du temps en raison de la gravité. Tout dans la relativité générale dépend du mouvement dans l’espace et le temps : les choses commencent à certaines coordonnées physiques, se déplacent et finissent à d’autres coordonnées.

Alors que les règles de la relativité générale sont immuables, la théorie elle-même offre une grande liberté pour décrire ces coordonnées mathématiquement. Les physiciens appellent ces diverses descriptions des « échelles ». Considérez l’échelle comme différentes manières de décrire comment vous êtes arrivé chez votre grand-mère pour Thanksgiving. Il peut s’agir de directions de rue, de latitude et de longitude par satellite, ou de points de repère écrits sur un mouchoir. Votre échelle est différente dans chaque cas, mais quelle que soit l’échelle que vous choisissez, vous vous retrouvez avec un grand festin.

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De même, les physiciens peuvent utiliser différentes métriques pour décrire la même situation, et parfois une métrique est plus utile qu’une autre – comme commencer par les directions de la rue, mais passer à un mouchoir pour vérifier si vous êtes sur le bon point de repère.

Extension du trou noir

Quand cela vient à trous noirs Et les trous de ver, il y a quelques écailles possibles. La plus courante est l’échelle de Schwarzschild, où les trous noirs ont été découverts pour la première fois. Mais l’échelle de Schwarzschild contient des mathématiques peu orthodoxes. Cette échelle se comporte mal à une certaine distance du trou noir, une distance connue aujourd’hui sous le nom de rayon de Schwarzschild ou horizon des événements.

Par « inconduite », nous entendons que l’échelle s’effondre complètement, ne pouvant plus distinguer les différents points de l’espace et du temps.

Mais une autre échelle, appelée échelle d’Eddington-Finkelstein, décrit ce qui arrive aux particules lorsqu’elles atteignent l’horizon des événements : elles traversent un trou noir et tombent dans un trou noir, pour ne plus jamais être revues.

Qu’est-ce que tout cela a à voir avec les trous de ver ? La façon la plus simple de construire un trou de ver est d' »élargir » l’idée d’un trou noir sous sa forme inverse, un trou blanc. Cette idée a été proposée pour la première fois par Albert Einstein et Nathan Rosen, c’est pourquoi les trous de ver sont parfois appelés « ponts Einstein-Rosen ».

Alors que les trous noirs ne laissent jamais rien sortir, les trous blancs ne laissent jamais rien entrer. Pour faire un trou de ver, il suffit de prendre un trou noir et un trou blanc et de les joindre Singularités (Points de densités infinies en leurs centres). Cela crée un tunnel à travers Temps libre.

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Le résultat? Tunnel extrêmement défectueux.

route étroite

Une fois qu’il y a un trou de ver théorique, il est parfaitement logique de se demander ce qui se passerait si quelqu’un essayait réellement de le traverser. Et c’est là qu’intervient le mécanisme de la relativité générale : dans cette situation (très intéressante), comment se comportent les particules ?

La réponse standard est que les trous de ver sont mauvais. Les trous blancs eux-mêmes sont instables (et n’existent probablement même pas) et les forces extrêmes à l’intérieur du trou de ver forcent le trou de ver lui-même à se dilater et à se séparer comme un élastique au moment où il se forme.

Et si tu essayais d’envoyer quelque chose ? Eh bien, bonne chance.

Mais Einstein et Rosen ont construit leur trou de ver avec l’échelle habituelle de Schwarzschild, et la plupart des analyses de trous de ver utilisent la même échelle. Le physicien Pascal Quirin de l’École Normale Supérieure de Lyon en France a donc essayé autre chose : utiliser l’échelle d’Eddington-Finkelstein à la place. Son article, décrit en octobre dans la base de données preprint arXivIl sera publié dans le prochain numéro de Journal de physique moderne d.

Koiran a découvert qu’en utilisant l’échelle d’Eddington-Finkelstein, il pouvait facilement tracer le chemin de la particule à travers un trou de ver hypothétique. Il a découvert qu’une particule peut traverser l’horizon des événements, entrer dans un tunnel de trou de ver et s’échapper par l’autre côté, le tout en un temps fini. L’échelle d’Eddington-Finkelstein n’a offensé à aucun moment de cette voie.

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Cela signifie-t-il que les ponts Einstein-Rosen sont stables ? pas exactement.

La relativité générale ne nous renseigne que sur le comportement de la gravité, pas sur les autres forces de la nature. La thermodynamique, qui est la théorie du fonctionnement de la chaleur et de l’énergie, par exemple, nous dit que les trous blancs sont instables. Et si les physiciens essaient de fabriquer la combinaison d’un trou noir et d’un trou blanc dans l’univers réel en utilisant des matériaux réels, d’autres mathématiques suggèrent que les densités d’énergie briseront tout.

Cependant, le résultat de Quiran est toujours intéressant car il indique que les trous de ver ne sont pas aussi catastrophiques qu’ils sont apparus au début, et qu’il peut y avoir des chemins stables à travers les tunnels de trous de ver, ce qui est exactement ce que permet la relativité générale.

Si seulement ils pouvaient nous amener chez grand-mère plus rapidement.

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Cet article a été initialement publié par Sciences en direct. Lire l’article d’origine Ici.