Trou noir, trou blanc, trou de ver… ça vous dit quelque chose ?

Vous entendez parler souvent des trous noirs sans doute, peut-être un peu moins des trous blancs et des trous de ver. Il s’agit évidemment de notions scientifiques et nous sommes dans le domaine de l’astrophysique. Alors qu’est-ce qu’un trou noir, un trou blanc et un trou de ver, et quelle différence peut-on faire entre les trois ? Notre ami Toto pourrait répondre : « C’est simple ! l’un est noir, l’autre blanc et le troisième vert ». Toto aurait peut-être raison, parce que oui, c’est simple, mais pas à ce point quand même. Et on pourrait même ajouter qu’il existe les trous du c… aussi, mais là c’est une autre histoire. Nous on va parler science.

Alors ce qu’il faut savoir d’ores et déjà c’est que parmi ces trois trous, seulement l’existence du trou noir a été prouvée pour le moment et observé. Les deux autres (le trou blanc et le trou de ver) restent théoriques et hypothétiques. Le trou blanc est encore appelé fontaine blanche, et le trou de ver, pont d’Einstein-Rosen. La relativité générale du célèbre Albert Einstein est essentielle dans la théorisation de ces trous.

Trou noir

Bon on ne va pas utiliser les termes des astrophysiciens eux-mêmes qui se mettraient à nous parler de singularité, de champ gravitationnel intense etc. Retenons qu’un trou noir dans l’espace-temps est littéralement un trou noir, un trou hyper noir. Il dévore tous ce qui l’approche. Pratiquement rien ne peut sortir d’un trou noir, mais tout peut y entrer. Les scientifiques expliquent que c’est le champ gravitationnel qui y est tellement intense au point que rien ne peut s’en échapper, même pas la lumière. Les trous noirs sont donc tellement noir qu’il est impossible de les observer à l’œil nu et difficile avec les méthodes scientifiques, si ce n’est par des méthodes indirectes. Ce n’est qu’en février 2016 qu’une observation quasi-directe de trous noirs a pu être détaillée par le biais de la première observation directe des ondes gravitationnelles puisque la gravitation est le seul effet pouvant sortir d’un trou noir. Le trou noir résulte de l’effondrement d’une étoile sur elle-même. Les étapes sont longues, mais retenons simplement que tout trou noir est le cadavre d’une étoile.

Représentation artistique d'un trou noir

Trou blanc ou fontaine blanche

Le trou blanc, encore appelé fontaine blanche est exactement l’inverse d’un trou noir. Rien ne peut entrer dans un trou blanc, tous s’en échappe. La matière peut donc surgir d’un trou blanc. Seulement, les trous blancs restent hypothétiques et théoriques jusqu’à ce jour. La communauté scientifique s’accorde pour considérer que le concept de trou blanc a été introduit en physique par le cosmologiste soviétique Igor D. Novikov en 1964. En cosmologie, le Big Bang est parfois considéré comme un trou blanc.

Simulation d'un trou blanc

Trou de ver ou pont d’Einstein-Rosen

Tout comme le trou blanc, le trou de ver reste pour le moment théorique et hypothétique. On vient de voir que la matière apparait dans un trou blanc et disparait dans un trou noir. Il est important de remarquer que la matière qui disparait dans le trou noir disparait comme ça sans laisser de trace, ne devient rien, et que la matière qui sort d’un trou blanc surgit de nulle part, on ne sait d’où. Or La science nous montre que cela est impossible. La matière ne peut pas apparaitre, ni disparaitre. C’est le premier principe de la thermodynamique, que nous connaissons tous sous le nom de la loi de Lavoisier : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tous se transforme. ». D’un autre côté, les scientifiques ont déjà observé l’existence des trous noirs. Ils ont donc imaginé que les trous noirs pourraient être en quelques sortes « reliés » aux trous blancs, ce qui expliquerait non seulement la disparition dans le trou noir, mais aussi l’apparition de matière dans le trou blanc : en fait, la matière ne disparaitrait pas, elle serait simplement transportée d’un point à un autre. Elle serait ainsi transportée sur une grande distance, mais instantanément, au travers d’une sorte de « tunnel » reliant le trou noir au trou blanc, couramment appelé trou de ver ou pont d’Einstein-Rosen. Le pont d'Einstein-Rosen, c'est ce que cherchait Jane Foster dans le film Thor si vous l'avez vu, vous devriez vous en souvenir. Elle était obsédée par ça :) !

Simulation d'un pont d'Einstein-Rosen

Schématiquement, le trou noir attire la matière, le trou blanc en expulse, le trou de ver serait la communication entre les deux. Mais contrairement aux trous noir dont l’existence a été prouvée et observée, les trous blancs et les trous de ver restent théoriques et hypothétiques pour le moment. Ses trous défient les lois de la physique. Mais comme le trou noir, si les trous blancs et les trous de ver existaient, cela ne voudrait pas dire que toutes les lois physiques que nous connaissons son fausses, mais simplement qu’elles ne sont pas tout le temps ou partout vraies.