Les trous de ver pourraient résoudre le mystère de l’expansion de l’Univers

L’Univers que nous habitons est en constante expansion, et cette expansion se fait à un rythme de plus en plus rapide. Ce phénomène, qui intrigue les scientifiques depuis des décennies, pourrait enfin trouver une explication dans une nouvelle hypothèse surprenante : les trous de ver microscopiques pourraient en être la cause. Une étude récente suggère que ces minuscules tunnels à travers le tissu de l’espace-temps pourraient être responsables de l’accélération de l’Univers.

L’expansion accélérée de l’Univers

Les observations astronomiques récentes montrent que l’Univers ne se contente pas de s’étendre, mais qu’il le fait à un rythme de plus en plus rapide. Cette accélération a longtemps défié les modèles conventionnels de la physique, notamment la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. Selon cette théorie, un Univers composé uniquement des particules et du rayonnement que nous connaissons ne pourrait pas connaître une telle expansion accélérée.

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Pour expliquer ce paradoxe, les scientifiques ont théorisé l’existence d’une force mystérieuse et invisible appelée « énergie noire ». Cette énergie noire serait une forme d’énergie exotique remplissant tout l’espace et exerçant une pression négative qui repousse les galaxies les unes des autres. Pourtant, malgré son importance théorique, l’énergie noire reste insaisissable, avec peu de preuves directes de sa nature ou de son origine.

Les trous de ver

Dans une étude publiée le 5 avril dans la revue Physical Review D, un groupe de chercheurs a proposé une idée audacieuse : et si l’énergie noire n’était pas une forme d’énergie mystérieuse, mais plutôt un ensemble de trous de ver microscopiques disséminés dans l’espace ? Ces trous de ver, minuscules tunnels reliant des points distants de l’Univers, pourraient être créés et annihilés en permanence par des effets quantiques dans le vide spatial.

Cette idée s’inspire de phénomènes quantiques bien connus, tels que la production de particules près des horizons des trous noirs, un processus à l’origine du rayonnement de Hawking, ou la création de paires d’électrons et de positons par des champs électriques intenses, un phénomène connu sous le nom d’effet Schwinger. Cependant, la création de ces trous de ver diffère de ces processus car elle implique des effets quantiques de la gravité, un domaine encore largement inexploré et mal compris par la physique actuelle.

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Les implications de la gravité quantique

L’un des défis majeurs de cette nouvelle théorie est de calculer avec précision le taux de création de ces trous de ver. En raison des complexités inhérentes à la gravité quantique, les auteurs de l’étude n’ont pas encore pu fournir une estimation exacte. Cependant, en utilisant une approche connue sous le nom de gravité quantique euclidienne, ils ont pu estimer qu’environ 10 milliards de trous de ver pourraient être créés spontanément par centimètre cube et par seconde dans l’Univers. Si tel est le cas, l’énergie générée par ces trous de ver serait suffisante pour expliquer l’accélération actuelle de l’expansion de l’Univers.

Selon Stylianos Tsilioukas, co-auteur de l’étude et doctorant à l’université de Thessalie et à l’Observatoire national d’Athènes, cette hypothèse pourrait même surpasser le modèle cosmologique standard, qui postule que l’énergie noire a une densité d’énergie constante dans le temps. Tsilioukas explique que, dans leur modèle, l’énergie noire pourrait évoluer au fil du temps, ce qui pourrait mieux correspondre aux observations récentes suggérant que le taux d’expansion de l’Univers a changé au cours de son histoire.

Vers une vérification expérimentale

Aussi prometteuse que soit cette nouvelle théorie, elle reste pour l’instant spéculative. Pour qu’elle soit acceptée, il faudra la tester rigoureusement par des expériences et des observations précises. Les progrès dans les techniques d’observation cosmologique, tels que la mesure plus fine du taux d’expansion de l’Univers et d’autres manifestations de l’énergie noire, pourraient un jour permettre de vérifier si ces trous de ver sont bien à l’origine de l’accélération de l’Univers.

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En attendant, les chercheurs continuent de peaufiner leur théorie. Tsilioukas et son équipe travaillent actuellement sur un modèle qui permettrait de calculer plus précisément le taux de formation de ces trous de ver, avec l’espoir de publier bientôt de nouveaux résultats. 

Par ailleurs, cette découverte sur les trous noirs prouve que Stephen Hawking avait raison.