Les collaborations scientifiques LIGO et Virgo ont détecté des ondes gravitationnelles issues de la fusion de deux trous noirs, inaugurant une nouvelle ère dans l'étude du cosmos. Mais que se passerait-il si ces ondulations de l'espace-temps n'étaient pas produites par des trous noirs, mais par d'autres objets exotiques ? Une équipe de physiciens européens suggère une alternative :des trous de ver qui peuvent être traversés pour apparaître dans un autre univers.

Les scientifiques ont déduit l'existence de trous noirs d'une multitude d'expériences, modèles théoriques et observations indirectes comme les récentes détections LIGO, qui sont censés provenir de la collision de deux de ces monstres gravitationnels sombres.

Mais il y a un problème avec les trous noirs :ils présentent un avantage, appelé horizon des événements, d'où rien ne peut échapper. Ceci est en conflit avec la mécanique quantique, dont les postulats assurent que l'information est toujours conservée, pas perdu.

L'une des manières théoriques de gérer ce conflit est d'explorer la possibilité que les prétendus trous noirs que nous «observons» dans la nature ne soient pas une telle chose, mais plutôt un type d'objets compacts exotiques (ECO), comme les trous de ver, qui n'ont pas d'horizon des événements.

"La dernière partie du signal gravitationnel détecté par ces deux détecteurs - ce qu'on appelle le ringdown - correspond à la dernière étape de la collision de deux trous noirs, et a la propriété de s'éteindre complètement après une courte période de temps en raison de la présence de l'horizon des événements, " expliquent les chercheurs espagnols Pablo Bueno et Pablo A. Cano de l'Université KU Leuven (Belgique).

"Toutefois, s'il n'y avait pas d'horizon, ces oscillations ne disparaîtraient pas complètement; au lieu, au bout d'un certain temps, ils produiraient une série d'"échos, ' semblable à ce qui se passe avec le son dans un puits. De façon intéressante, si au lieu de trous noirs, nous avons eu un ECO, la sonnerie pourrait être similaire, nous devons donc déterminer la présence ou l'absence des échos pour distinguer les deux types d'objets."

Cette possibilité a été explorée théoriquement par plusieurs groupes et des analyses expérimentales provisoires utilisant les données LIGO originales ont déjà été effectuées, mais le verdict n'est pas concluant.

Des trous de ver rotatifs

L'équipe de la KU Leuven University, auquel le professeur Thomas Hertog a également participé, a présenté un modèle qui prédit comment les ondes gravitationnelles causées par la collision de deux trous de ver en rotation seraient détectées.

Les signaux d'ondes gravitationnelles observés jusqu'à présent sont complètement éteints après quelques instants en raison de la présence de l'horizon des événements. Mais si cela n'existait pas, ces oscillations ne disparaîtraient pas tout à fait; plutôt, après quelque temps, il y aurait des échos dans le signal, qui est peut-être passé inaperçu jusqu'à présent en raison d'un manque de modèles ou de références théoriques avec lesquels comparer.

"Les trous de ver n'ont pas d'horizon des événements, mais agissent comme un raccourci espace-temps qui peut être traversé, une sorte de gorge très longue qui nous emmène dans un autre univers, " Bueno explique, "et le fait qu'ils aient également une rotation modifie les ondes gravitationnelles qu'ils produisent."

Selon l'étude, publié par Examen physique D , les graphiques obtenus avec le nouveau modèle ne diffèrent pas beaucoup de ceux enregistrés jusqu'à présent, à part les échos, qui agissent comme un élément distinctif clair.

"La confirmation des échos dans les signaux LIGO ou Virgo serait une preuve pratiquement irréfutable que les trous noirs astrophysiques n'existent pas, " Bueno dit, ajouter, "Le temps nous dira si ces échos existent ou non. Si le résultat était positif, ce serait l'une des plus grandes découvertes de l'histoire de la physique."