L'expansion de l'univers à un certain stade de l'évolution est bien décrite par le modèle de Friedmann. Il est dérivé de la relativité générale il y a cent ans, mais il est toujours considéré comme l'un des modèles cosmologiques les plus importants et les plus pertinents.

Les astrophysiciens de l’Université RUDN ont désormais prouvé la possibilité théorique de l’existence de trous de ver traversables dans l’univers de Friedmann. La recherche est publiée dans la revue Universe .

"Un trou de ver est un type de géométrie très incurvée. Il ressemble à un tunnel soit entre des régions distantes du même univers, soit entre des univers différents. De telles structures ont été discutées pour la première fois dans le cadre de solutions aux équations du champ gravitationnel il y a cent ans. Mais le Les trous de ver considérés alors se sont révélés non traversables, même pour les photons :ils ne pouvaient pas se déplacer d'un "bout du tunnel" à l'autre, encore moins revenir en arrière", a déclaré Kirill Bronnikov, docteur en sciences physiques et mathématiques, professeur de Université RUDN.

"D'autres sont maintenant envisagés :des trous de ver traversables dans diverses théories de la gravité et la présence de divers types de matière. Nous avons étudié d'éventuels trous de ver traversables dans la théorie de la relativité générale, qui sont soutenus par une matière semblable à de la poussière", a ajouté Bronnikov.

Les astrophysiciens ont étudié une forme généralisée de la célèbre solution de Lemaître-Tolman-Bondi, qui décrit l'évolution des distributions à symétrie sphérique de poussières électriquement neutres en relativité générale. Les chercheurs l’ont généralisé au cas où il existe une source externe de champ électrique ou magnétique et une constante cosmologique non nulle. Leur objectif était de trouver les conditions mathématiques dans lesquelles des trous de ver traversables pourraient exister dans un tel environnement, puis d'en donner une explication cosmologique.

Les chercheurs ont obtenu des solutions numériques décrivant le mouvement des photons à travers des trous de ver reliant différents univers de Friedmann ou différentes parties du même univers. La possibilité de traverser un trou de ver dépend des paramètres de son « entrée » et des conditions initiales. Les physiciens ont généralisé le cas d'un univers au cas d'univers multiples. Dans ce cas, l'univers « mère » possède plusieurs « entrées » vers des trous de ver qui le relient à l'univers « fille ».

"Une charge sur un "pôle" conduit inévitablement à une charge opposée sur l'autre. À cet autre pôle, il pourrait y avoir une bouche de trou de ver similaire, et au-delà de cela un autre univers, et ainsi de suite. L'ensemble du tableau ressemblera à churchkhela, un merveilleux géorgien. "Certains trous de ver peuvent relier différentes parties du même univers", a expliqué Bronnikov.

"Les signes d'observation possibles de tels objets, en particulier les propriétés du fond diffus cosmologique et des champs magnétiques, pourraient faire l'objet de recherches plus approfondies. Il est particulièrement intéressant de comparer les caractéristiques de nos modèles de trous de ver avec les paramètres observés des vides cosmiques et d'autres inhomogénéités dans notre univers", a conclu Bronnikov.

Plus d'informations : Kirill A. Bronnikov et al, Trous de ver possibles dans un univers de Friedmann, Univers (2023). DOI :10.3390/univers9110465

Fourni par l'Université RUDN