Wormholes may not exist—we've found they reveal something deeper about time and the universe
Wormholes may not exist—we've found they reveal something deeper about time and the universe
Wormholes may not exist—we've found they reveal something deeper about time and the universe
Les trous de ver n'existent peut-être pas : nous avons découvert qu'ils révèlent quelque chose de plus profond sur le temps et l'univers
Par Enrique Gaztanaga, The Conversation
Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan
Notes de la rédaction
L'essentiel
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Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public
On imagine souvent les trous de ver comme des tunnels à travers l'espace ou le temps, des raccourcis à travers l'univers. Mais cette image repose sur une mauvaise interprétation des travaux des physiciens Albert Einstein et Nathan Rosen.
En 1935, alors qu'ils étudiaient le comportement des particules dans des régions de gravité extrême, Einstein et Rosen ont introduit ce qu'ils ont appelé un « pont » : un lien mathématique entre deux copies parfaitement symétriques de l'espace-temps. Il ne s'agissait pas d'un passage pour voyager, mais d'un moyen de maintenir la cohérence entre la gravité et la physique quantique. Ce n'est que plus tard que les ponts d'Einstein-Rosen ont été associés aux trous de ver, bien qu'ils n'aient que peu de rapport avec l'idée originale.
Dans une nouvelle étude publiée dans Classical and Quantum Gravity, mes collègues et moi démontrons que le pont d'Einstein-Rosen originel révèle quelque chose de bien plus étrange – et de bien plus fondamental – qu'un trou de ver.
L'énigme à laquelle Einstein et Rosen s'attaquaient n'a jamais concerné les voyages spatiaux, mais le comportement des champs quantiques dans un espace-temps courbe. Ainsi interprété, le pont d'Einstein-Rosen agit comme un miroir dans l'espace-temps : une connexion entre deux flèches temporelles microscopiques.
La mécanique quantique régit la nature aux plus petites échelles, comme celles des particules, tandis que la théorie de la relativité générale d'Einstein s'applique à la gravité et à l'espace-temps. Concilier les deux demeure l'un des plus grands défis de la physique. Et, de façon passionnante, notre réinterprétation pourrait bien nous ouvrir la voie.
Un héritage mal compris
L'interprétation du « trou de ver » a émergé des décennies après les travaux d'Einstein et Rosen, lorsque les physiciens ont spéculé sur la possibilité de passer d'un côté à l'autre de l'espace-temps, notamment dans les recherches de la fin des années 1980.
Mais ces mêmes analyses ont aussi clairement montré le caractère spéculatif de l'idée : dans le cadre de la relativité générale, un tel voyage est impossible. Le pont se rétrécit plus vite que la lumière ne pourrait le traverser, le rendant impraticable. Les ponts d'Einstein-Rosen sont donc instables et inobservables — des structures mathématiques, et non des portails.
Néanmoins, la métaphore du trou de ver a prospéré dans la culture populaire et la physique théorique spéculative. L'idée que les trous noirs pourraient relier des régions éloignées du cosmos — voire agir comme des machines à remonter le temps — a inspiré d'innombrables articles, livres et films.
Pourtant, il n'existe aucune preuve observationnelle de l'existence de trous de ver macroscopiques, ni aucune raison théorique convaincante de les envisager dans le cadre de la théorie d'Einstein. Bien que des extensions spéculatives de la physique — telles que des formes exotiques de matière ou des modifications de la relativité générale — aient été proposées pour expliquer de telles structures, elles restent non testées et hautement conjecturales.
Espace des phases de l'oscillateur harmonique inversé représentant des solutions d'énergie doublement dégénérées positives et négatives. Crédit : Classical and Quantum Gravity (2026). DOI : 10.1088/1361-6382/ae3044
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Deux flèches du temps
Nos travaux récents revisitent le paradoxe du pont d’Einstein-Rosen à l’aide d’une interprétation quantique moderne du temps, en s’appuyant sur les idées développées par Sravan Kumar et João Marto.
La plupart des lois fondamentales de la physique ne font pas de distinction entre passé et futur, ni entre gauche et droite. Si le temps ou l’espace est inversé dans leurs équations, les lois restent valides. La prise en compte de ces symétries conduit à une interprétation différente du pont d’Einstein-Rosen.
Plutôt qu'un tunnel à travers l'espace, on peut le concevoir comme deux composantes complémentaires d'un état quantique. Dans l'une, le temps s'écoule vers l'avant ; dans l'autre, il s'écoule vers l'arrière à partir de sa position réfléchie.
Cette symétrie n'est pas une préférence philosophique. Une fois les infinis exclus, l'évolution quantique doit rester complète et réversible à l'échelle microscopique, même en présence de gravité.
Le terme « pont » exprime le fait que les deux composantes temporelles sont nécessaires à la description complète d'un système physique. Dans les situations ordinaires, les physiciens négligent la composante temporelle inversée en choisissant une seule direction du temps.
Mais à proximité des trous noirs, ou dans les univers en expansion et en contraction, les deux directions doivent être prises en compte pour une description quantique cohérente. C'est dans ce contexte que les ponts d'Einstein-Rosen apparaissent naturellement.
Ponts d'Einstein-Rosen (ERB) : « Une particule de l'Univers physique doit être décrite par un pont mathématique entre deux plans d'espace-temps.» Crédit : Gravité classique et quantique (2026). DOI : 10.1088/1361-6382/ae3044
Résoudre le paradoxe de l’information
À l’échelle microscopique, ce pont permet à l’information de franchir ce qui nous apparaît comme un horizon des événements – un point de non-retour. L’information ne disparaît pas ; elle continue d’évoluer, mais dans le sens inverse.
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Ce cadre théorique offre une solution naturelle au célèbre paradoxe de l'information des trous noirs. En 1974, Stephen Hawking a démontré que les trous noirs émettent de la chaleur et peuvent finir par s'évaporer, effaçant apparemment toute information sur ce qui y est tombé – contredisant le principe quantique selon lequel l'évolution doit préserver l'information.
Le paradoxe n'apparaît que si l'on s'obstine à décrire les horizons à l'aide d'une unique flèche du temps extrapolée à l'infini – une hypothèse que la mécanique quantique elle-même n'impose pas.
Si la description quantique complète inclut les deux sens du temps, rien n'est véritablement perdu. L'information quitte notre sens du temps et réapparaît dans le sens inverse. L'intégralité et la causalité sont préservées, sans qu'il soit nécessaire d'invoquer une nouvelle physique exotique.
Ces idées sont difficiles à appréhender car nous sommes des êtres macroscopiques qui ne perçoivent que le temps dans un seul sens. À l'échelle quotidienne, le désordre – ou l'entropie – tend à augmenter. Un état hautement ordonné évolue naturellement vers un état désordonné, jamais l'inverse. Ceci nous donne une flèche du temps.
Mais la mécanique quantique permet des comportements plus subtils. De façon intrigante, des preuves de l'existence de cette structure cachée pourraient déjà se manifester. Le fond diffus cosmologique – la rémanence du Big Bang – présente une asymétrie faible mais persistante : une orientation spatiale privilégiée par rapport à son image miroir.
Cette anomalie intrigue les cosmologistes depuis vingt ans. Les modèles standards lui attribuent une probabilité extrêmement faible, à moins d'inclure des composantes quantiques miroir.
Échos d'un univers antérieur ?
Cette hypothèse s'ouvre naturellement sur une possibilité plus profonde. Ce que nous appelons le « Big Bang » n'était peut-être pas le commencement absolu, mais un rebond – une transition quantique entre deux phases de l'évolution cosmique, inversées dans le temps.
Dans un tel scénario, les trous noirs pourraient servir de ponts non seulement entre les directions temporelles, mais aussi entre différentes époques cosmologiques. Notre univers pourrait être l'intérieur d'un trou noir formé dans un autre cosmos, un cosmos parent. Ce dernier aurait pu se former lorsqu'une région fermée de l'espace-temps s'est effondrée, a rebondi et a commencé son expansion pour devenir l'univers que nous observons aujourd'hui.
Si cette hypothèse est correcte, elle offre également aux observations un moyen de trancher. Des vestiges de la phase précédant le rebond – tels que des trous noirs plus petits – pourraient survivre à la transition et réapparaître dans notre univers en expansion. Une partie de la matière invisible que nous attribuons à la matière noire pourrait, en réalité, être constituée de tels vestiges.
Selon cette perspective, le Big Bang a émergé des conditions d'une contraction antérieure. Les trous de ver ne sont pas nécessaires : le pont est temporel, non spatial, et le Big Bang devient un passage, non un commencement.
Cette réinterprétation des ponts d'Einstein-Rosen n'offre ni raccourcis à travers les galaxies, ni voyage dans le temps, ni trous de ver ou hyperespace de science-fiction. Ce qu'elle propose est bien plus profond. Elle offre une image quantique cohérente de la gravité, dans laquelle l'espace-temps incarne un équilibre entre des directions temporelles opposées – et où notre univers a pu avoir une histoire avant le Big Bang.
Elle ne réfute pas la relativité d'Einstein ni la physique quantique ; elle les complète. La prochaine révolution en physique ne nous permettra peut-être pas de dépasser la vitesse de la lumière, mais elle pourrait révéler que le temps, au plus profond du monde microscopique et dans un univers en perpétuel mouvement, s'
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RESUME
Les trous de ver n'existent peut-être pas : nous avons découvert qu'ils révèlent quelque chose de plus profond sur le temps et l'univers.
Les ponts d'Einstein-Rosen, initialement conçus comme des liens mathématiques entre deux espaces-temps symétriques, ne sont pas des trous de ver traversables, mais représentent une connexion entre deux flèches temporelles microscopiques. Cette réinterprétation suggère que les deux sens temporels, direct et inverse, sont nécessaires à une description quantique complète, ce qui pourrait résoudre le paradoxe de l'information des trous noirs et impliquer que l'univers pourrait avoir évolué à partir d'une phase antérieure où le temps s'écoule à rebours.
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COMMENTAIRES
Intuitivement je croyais moi que si l hypothese d e E instein Rosen existait c estait pour eventuellement faire communiqoer deux bulles d univers independantes mais synchrones
L article ne m 'a convaincu qu a moité !!!!!
XXXXXXXre information
Enrique Gaztañaga et al, A new understanding of Einstein–Rosen bridges, Classical and Quantum Gravity (2026). DOI: 10.1088/1361-6382/ae3044
Provided by The Conversation
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