Préface de Jean-Pierre Luminet pour « Cathédrales de brume »

« Existe-t-il des déchirures dans l’espace qui donnent sur l’autre coté ? », écrivait Fernando Pessoa. Étrange prémonition du poète portugais, disparu en 1935…

Trente ans plus tard, le physicien américain John Wheeler interpréta certaines structures géométriques associées aux trous noirs, calculées dans le cadre de la théorie de la relativité générale d’Einstein, en termes de raccourcis qui connecteraient deux régions éloignées de l’espace.

Il baptisa « trous de ver » ces tunnels ou déchirures, ouvrant ainsi la porte aux spéculations les plus extravagantes sur les voyages spatio-temporels : serait-il possible de plonger dans un trou noir, d’emprunter le trou de ver correspondant et de ressortir par un « trou blanc », pour déboucher en un temps record dans une région très lointaine de l’univers, voire dans un « univers parallèle » ?

Malheureusement, les trous de ver et les trous blancs, contrairement aux trous noirs, sont restés à ce jour des concepts purement théoriques ; leur existence ou leur formation physique dans l’univers réel ne sont toujours pas assurées. Et même s’ils existaient, des calculs récents suggèrent que n’importe quel morceau de matière qui pénètre dans un trou de ver, fût-ce une simple particule ou un rayonnement, acquiert une énergie tellement amplifiée par le champ gravitationnel que sa propre gravité altère l’espace-temps et bouche le tunnel, empêchant l’intrus de passer de « l’autre côté ».

Je me souviens qu’en 1976, l’année même où j’ai commencé à faire de la recherche en relativité générale, la très sérieuse et très britannique Bacon Foundation offrait un prix de 300 £ à quiconque résoudrait le problème formulé de la façon suivante : « Selon la théorie en vigueur, les trous noirs sont de véritables portes ouvertes sur d’autres régions de l’espace-temps. Comment donc un vaisseau spatial pourrait-il passer d’un trou noir à une autre région de l’espace-temps sans être détruit par le champ gravitationnel d’une singularité ? »

Le jeu valait certainement plus que la modeste somme mise en jeu.

Des physiciens se sont ingéniés à imaginer dans quelles conditions un trou de ver macroscopique (associé par exemple à un trou noir géant, de façon à ce que les forces de marée ne soient pas trop grandes) pourrait rester ouvert malgré l’intrusion de matière et d’énergie (sous forme par exemple de vaisseau spatial). Ils ont découvert qu’il était théoriquement possible de maintenir un trou de ver macroscopique ouvert, à condition d’utiliser de la « matière exotique », une substance quelque peu aberrante possédant une pression négative et, de ce fait, ayant des propriétés antigravitantes.

L’antigravitation, ou gravité répulsive, permettrait alors de repousser les parois d’un trou de ver et de le stabiliser…

Nous aurions ainsi des trous de ver « intra-univers », connectant un lieu à l’autre du même univers, et des trous de ver « inter-univers » qui connecteraient des univers différents.

Cette idée d’univers multiples n’est pas aussi fantaisiste qu’il y paraît.

Comme le suggèrent certaines théories récentes de gravitation quantique, notre espace-temps quadridimensionnel pourrait n’être qu’une tranche, appelée « brane », d’un espace-temps fondamental comportant un nombre notablement plus grand de dimensions spatiales. Dans ces conditions, d’autres tranches de l’espace fondamental, c’est-à-dire d’autres branes, représenteraient d’autres « univers » qui pourraient parfaitement être reliés entre eux par des trous de ver interbranes.

On peut aussi imaginer un « bébé-univers » formé par un trou noir et connecté à son univers « parent » par un trou de ver ombilical.

Quoi qu’il en soit, les trous de ver, en distordant fortement l’espace-temps, permettraient en principe, s’ils étaient traversables, de voyager d’un point à l’autre plus vite que ce que mettrait la lumière pour franchir cette distance dans l’espace « normal ». Ce serait le voyage interstellaire assuré sur des échelles de temps humaines !

Rien d’étonnant, donc, si les trous de ver sont rapidement devenus un thème classique de la science-fiction, tant dans la littérature qu’au cinéma.

Le célèbre film 2001, Odyssée de l’espace, réalisé en 1968 par Stanley Kubrick, est devenu un classique et reste dans la mémoire de tous ses spectateurs. Le scénario repose sur une nouvelle écrite en 1954 par le perspicace écrivain Arthur C. Clarke. Ce dernier, unanimement reconnu comme l’un des auteurs de science-fiction les plus imaginatifs, suivait de très près les développements de la recherche scientifique de son temps, et il fut l’un des premiers à concevoir le voyage dans l’« hyperespace » en utilisant les distorsions engendrées par les trous noirs et les trous de ver (qui, à l’époque, n’avaient pas encore été nommés ainsi).

Lui les baptisa « portes des étoiles ».

Plus tard, les trous de ver ont constitué la clé du roman de Carl Sagan, Contact (1985, adapté au cinéma en 1997) ; ils ont ensuite joué un rôle central dans Donnie Darko (2001) et les célèbres séries Star Trek et Stargate.

Aujourd’hui, il est devenu presque la règle, dans les œuvres de fiction, d’appeler à la rescousse la physique spéculative des trous de ver afin de résoudre tout problème de voyage spatio-temporel.

L’étonnant roman que vous tenez entre les mains ne déroge pas à ce séduisant précepte. Il y ajoute une étonnante rigueur scientifique, qui m’a de prime abord étonné, mais que, par la suite, j’ai attribuée à la formation et à la culture scientifique poussées des deux auteurs.

Une rigueur scientifique que l’on trouve en maints passages.

On découvre par exemple une description exacte et quelque peu didactique de l’évolution stellaire, ainsi que des différents résidus que celle-ci engendre : naines blanches, étoiles à neutrons, trous noirs. Les étranges propriétés de ces derniers objets sont largement exploitées et commentées avec beaucoup de pertinence : horizon des événements au-delà duquel plus aucune information ne peut ressortir, monstrueuses forces de marée capables de briser des étoiles entières, disques d’accrétion ultra-chauds, vortex de gaz et de rayonnements aux images distordues par la courbure de l’espace-temps.

J’ai même eu la surprise de découvrir une référence explicite à l’image scientifique d’un disque d’accrétion autour d’un trou noir que j’ai calculée en 1979, révélant les distorsions optiques qui permettent de voir simultanément le dessus et le dessous.

Mais pour moi, les morceaux de bravoure du roman restent les péripéties qui entourent l’exploration des trous de ver, joliment nommés ici « portes d’abîme ». Parallèlement à l’excitation du voyage vers l’inconnu pointe  l’angoisse du même inconnu : c’est que « tout peut transiter par ces tunnels ; le meilleur comme le pire. De l’anti-matière, des constituants venant d’un autre univers. »

Je me suis pris à rêver au XXIIe siècle.

En effet, Oksana et Gil Prou brossent avec brio l’historique imaginaire de la découverte des trous de ver, à la fin du XXe siècle, et de leur maîtrise effective deux siècles plus tard : après bien des essais infructueux et de lourdes pertes en hommes et en matériel, ces portes d’abîme seront désormais à la portée de quelques civilisations avancées.

Mais toujours avec cette part d’incertitude, source de toutes les angoisses.

Le chapitre 34, l’un des derniers du roman, s’achève sur ces mots : « Et l’horizon les engloutit ».

Après la traversée du trou de ver, nos héros vont-ils pouvoir se reconstituer dans un autre univers, plutôt que d’être à tout jamais broyés par le funeste tunnel ? Il n’y a en effet qu’une chance sur mille milliards pour qu’ils sortent indemnes de la poigne de fer gravitationnelle associée à la porte d’abîme

Je ne dévoilerai évidemment pas le suspense, d’autant que leurs aventures semblent appelées à se poursuivre dans une saga romanesque, qui nous promet d’autres chemins tortueux.

Nous les suivrons sans hésiter !

Jean-Pierre Luminet, octobre 2008

Directeur de recherches au C.N.R.S. 
Laboratoire Univers et Théories (LUTH) 
Observatoire de Paris-Meudon, 92195 Meudon cedex, France

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