Les trous noirs ont longtemps été considérés comme des prisons de l’espace-temps. Selon la relativité générale d’Einstein, toute matière qui y pénètre est en effet irrémédiablement condamnée à disparaître dans une singularité, un point infiniment dense où les lois de la physique s’effondrent. Toutefois, une nouvelle étude vient bousculer cette vision. Et si au lieu d’être des pièges sans retour, les trous noirs étaient en réalité des passages vers un autre type d’objet cosmique : les trous blancs ? En appliquant la mécanique quantique à un modèle de trou noir, des chercheurs avancent l’idée que la singularité pourrait ne pas être une fin, mais plutôt une transition vers un autre univers.
Les trous noirs : abîmes cosmiques ou portes dérobées ?
Les trous noirs sont des objets mystérieux, mais leur formation est relativement bien comprise. Lorsqu’une étoile massive arrive en fin de vie, elle s’effondre sous son propre poids, créant une région de l’espace où la gravité est si puissante que rien ne peut s’en échapper. Cette région est délimitée par ce que l’on appelle l’horizon des événements : une frontière au-delà de laquelle toute information est perdue pour notre Univers.
Jusqu’à présent, la théorie classique décrivait un destin tragique pour toute matière tombant dans un trou noir : elle était inexorablement attirée vers la singularité, un point infiniment dense et de volume nul où l’espace et le temps cesseraient d’exister. Néanmoins, cette vision pose problème : comment l’Univers pourrait-il contenir des régions où les lois de la physique ne fonctionnent plus ?
Un pont quantique vers un trou blanc ?
C’est ici qu’intervient la nouvelle étude. Deux chercheurs, des Universités de Sheffield et de Madrid, ont utilisé la mécanique quantique pour analyser ce qui se passe à l’intérieur d’un trou noir. Contrairement à la relativité générale qui prédit un effondrement total de l’espace-temps, la physique quantique interdit un tel scénario. En effet, les particules ne peuvent jamais être totalement figées dans un état immobile : elles sont soumises à d’infimes fluctuations quantiques qui les maintiennent en mouvement, même dans des conditions extrêmes.
Dans ce cadre, la singularité d’un trou noir (ce point théorique où la densité devient infinie) pourrait ne pas exister sous sa forme classique. À la place, les fluctuations quantiques pourraient empêcher l’espace et la matière de s’effondrer totalement. Ce phénomène créerait alors une transition progressive : au lieu de rester piégée dans un point infiniment dense, la matière accumulée dans le trou noir serait lentement expulsée sous une autre forme.
C’est ainsi qu’apparaîtrait un trou blanc, une sorte d’exutoire cosmique qui rejette cette matière et cette énergie vers l’extérieur, dans un autre endroit de l’Univers, voire dans un nouvel univers. En d’autres termes, plutôt qu’un cul-de-sac gravitationnel, le trou noir pourrait agir comme un pont qui relie deux régions de l’espace-temps avec un trou noir à l’entrée et un trou blanc à la sortie.
Des questions qui donnent le vertige
Si la théorie de ces deux chercheurs est correcte, cela signifie que les trous blancs pourraient naître des trous noirs eux-mêmes. Ce qui semblait être une fin serait en réalité un passage vers autre chose. Mais où mèneraient ces trous blancs ? Un autre endroit de notre Univers ou un nouvel univers parallèle ?
Une autre implication fascinante de cette étude concerne la nature du temps. Les chercheurs suggèrent que la transition entre un trou noir et un trou blanc pourrait être influencée par l’énergie noire, cette force mystérieuse responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers. D’ordinaire, on considère que le temps est relatif : il s’écoule différemment selon la vitesse et la gravité ressenties par un observateur. Par exemple, près d’un trou noir, où la gravité est extrême, le temps ralentit considérablement. Toutefois, dans cette nouvelle approche, les chercheurs avancent une idée encore plus radicale : le temps ne serait pas simplement relatif à chaque observateur, mais défini par l’énergie noire elle-même.
En d’autres termes, l’énergie noire agirait comme une horloge cosmique qui régit l’évolution du temps à l’échelle de l’Univers entier. Si cette hypothèse est correcte, alors le processus qui transforme un trou noir en trou blanc pourrait être dicté par cette même énergie noire. Au lieu d’être un phénomène chaotique ou instantané, cette transition suivrait un certain rythme imposé par cette force omniprésente.
Ce lien entre trous noirs, trous blancs et énergie noire ouvre ainsi une nouvelle piste pour comprendre non seulement la structure de l’Univers, mais aussi la façon dont le temps lui-même pourrait émerger d’un phénomène fondamental encore insaisissable.
