Dans l’état actuel des connaissances, jamais un Homo sapiens ne pourra faire le tour de la Voie lactée. Mais des chercheurs continuent à vouloir faire mentir cette prédiction en explorant des spéculations sur des trous de ver traversables ouvrant la voie aux voyages interstellaires transluminiques.

À la fin des années 1990, la seconde révolution des supercordes à laquelle Brian Greene avait participé laissait penser qu’il était très raisonnable d’espérer voir des effets de gravitation quantique aux énergies accessibles au LHC, peu de temps après son entrée dans le régime de croisière des collisions. Les théoriciens s’étaient rendu compte qu’un bon moyen de résoudre certains problèmes du modèle standard en physique des hautes énergies était d’admettre que la masse de Planck – le seuil d’énergie au-delà duquel une théorie quantique de la gravitation devenait nécessaire pour décrire la physique – était bien plus basse qu’on ne l’avait imaginé. Surtout, cette possibilité était naturellement impliquée par la théorie des supercordes.

Pas besoin dés lors de construire un accélérateur de particules de la taille de la Voie lactée pour créer des minitrous noirs dans des collisions de protons. Et comme les trous noirs sont des cousins des trous de ver, ces fameuses connexions entre deux points de l’espace-temps qui pourraient peut-être permettre de voyager dans le temps ou d’étoile en étoile plus vite que la lumière, nous étions peut-être sur la piste permettant de les créer aussi à basses énergies et de les maintenir ouverts et ce contrairement aux prédictions des calculs précédents. Ils indiquaient en effet que des quantités littéralement astronomiques d’énergie étaient nécessaires pour cela, clairement là aussi à tout jamais hors de portée de la noosphère.

Hélas le LHC n’a rien découvert de tel et sa montée en énergie est devenue telle que la région où l’on pouvait, pour autant qu’on le sache, justifier d’espérer que la véritable masse de Planck se trouve, a été explorée. La détermination précise de la masse du Higgs jointe à des considérations tirées de la théorie quantique des champs (groupe de renormalisation, corrections radiatives, etc.) ne fournit aucun argument pour espérer qu’elle est encore à notre portée avec un successeur du LHC.

Des trous de ver traversables ?

Reste que le deuil du voyage interstellaire transluminique n’a pas encore été fait et que des théoriciens cherchent encore des moyens de défier Einstein et sa théorie de la relativité générale. Il ne suffit pas pour cela de trouver une physique autorisant l’existence de trous de ver à des énergies accessibles, il faut aussi que ces trous de ver soient traversables.

Les premières solutions des équations d’Einstein n’étaient pas traversables. Quand elles le sont, elles nécessitent une forme d’énergie dite exotique. On sait qu’une telle forme existe dans le vide quantique mais les quantités nécessaires pour permettre à un trou de ver d’être traversable sont gigantesques, comme l’a montré notamment le prix Nobel de physique Kip Thorne.

Une solution du système d’équations d’Einstein-Maxwell-Dirac

Aujourd’hui, c’est une équipe internationale de physiciens qui vient de publier dans Physical Review Letters. Il apporte une nouvelle pièce au débat. Il a donc été validé, pour le moment, par un premier filtre de la communauté scientifique. Sans surprise, c’est ce qui vient d’arriver également à un article dont Futura avait déjà parlé et dont l’un des auteurs n’est autre que l’un des plus grands experts de la théorie des supercordes appliquée aux trous noirs, Juan Maldacena.

L’article de Jose Blázquez-Salcedo, de l’Université Complutense de Madrid, et ses collègues, est intéressant en tout premier lieu parce qu’il ne suppose pas l’utilisation d’énergie exotique pour maintenir un trou de ver traversable, ni aucune nouvelle physique.

La solution des équations d’Einstein que ces physiciens obtiennent est en fait celle d’un système d’équations composé également des équations de Maxwell pour les champs électromagnétiques et les courants de particules chargées. Elles sont décrites par l’équation de Dirac, que l’on peut considérer comme une version relativiste de l’équation de Schrödinger pour un électron. Mais en fait, dans les calculs des chercheurs, rien n’est quantique.

En effet, Dirac n’avait pas parfaitement compris son équation, que l’on doit plutôt considérer comme l’équivalent des équations de champs classiques mais appliquées à un champ de spineurs, des sortes de racines carrées relativistes des champs de vecteurs ou de tenseurs comme ceux du champ électromagnétique. Pour ceux qui en savent plus, on reste en première quantification pour le champ de Dirac, la seconde quantification avec des opérateurs n’est pas utilisée.

Au final, les physiciens font un calcul en physique classique avec des particules électriquement chargées ordinaires et ils croisent les doigts en espérant, ce qui est raisonnable, qu’une version quantique ne changera pas fondamentalement les conclusions auxquelles ils sont parvenus. Il apparaît alors que pour une certaine valeur de la charge totale et de masse totale pour les particules associées à l’équation de Dirac (par exemple de simples électrons ou protons), aux équations de Maxwell et le tout dans l’espace-temps courbe décrit par les équations d’Einstein, il existe bel et bien des solutions de trous de ver traversables.

Le problème est qu’elles sont microscopiques, même un humain ne pourrait pas les traverser contrairement à la solution découverte par Maldacena. Il n’y a que dans le monde de Avengers : Engameque cela deviendrait possible.

Dans les deux cas, en pratique et en supposant que la Nature est « au courant » des spéculations des chercheurs et qu’elle a elle aussi « choisi » d’utiliser ces possibilités, l’Humanité ne peut pas en profiter. Mais on peut toujours espérer que des surprises sont à portée de main. Qui vivra verra comme on dit…

Sources

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