Le trou de ver commandé par un romancier

ÉtabliDébattuSpéculatif

En 1985, Carl Sagan écrit Contact et bute sur un problème d’intrigue : comment expédier son héroïne vers l’étoile Véga sans violer la physique ? Il pose la question à un ami, le physicien Kip Thorne. La réponse de Thorne ne sera pas une lettre — ce sera un article de recherche, cosigné avec son étudiant Michael Morris, qui fondera un domaine entier : la physique sérieuse des trous de ver traversables. Rarement un romancier aura passé pareille commande.

Une commande littéraire

L’anecdote n’est pas une légende embellie : elle figure dans l’article lui-même. Publié en 1988 dans l’American Journal of Physics, le papier de Morris et Thorne mentionne dès son résumé le roman de Sagan comme point de départ, et se présente — fait rarissime — comme un outil pédagogique : montrer aux étudiants comment utiliser les équations d’Einstein « à l’envers ». Car c’est tout le génie de la méthode. Au lieu de se donner une matière et de calculer la géométrie qu’elle engendre, Morris et Thorne se donnent la géométrie désirée — un tunnel confortable, traversable, sans marées mortelles ni horizon — et demandent aux équations quelle matière il faudrait pour la soutenir. Établi

Le cahier des charges du tunnel

Leur trou de ver idéal est dessiné avec un soin d’ingénieur : deux embouchures reliées par une gorge, un temps de traversée raisonnable, des forces de marée qu’un corps humain supporte, pas d’horizon — on doit pouvoir faire demi-tour. Rien, dans la seule géométrie, n’interdit un tel objet : la relativité générale l’accepte comme solution. Le problème surgit quand on lit la facture — le tenseur d’énergie que les équations réclament pour maintenir la gorge ouverte. Établi

La facture : de la matière exotique

Le verdict du calcul est sans appel : pour empêcher la gorge de se pincer, il faut au niveau de celle-ci une matière dont la tension dépasse la densité d’énergie — une matière qui, vue par certains observateurs, possède une densité d’énergie négative. Morris et Thorne la baptisent « exotique », et ne trichent pas sur la difficulté : toute matière classique connue viole cette exigence. Ils notent cependant que la physique quantique, elle, sait produire localement des densités d’énergie négatives — l’effet Casimir en est la démonstration de laboratoire. La porte n’est donc ni ouverte ni fermée : elle est entrebâillée, et tenue par un doute quantique. Débattu

Du tunnel à la machine à remonter le temps

La même année, Morris, Thorne et Ulvi Yurtsever publient dans les Physical Review Letters la conséquence qui fâche. Prenez un trou de ver traversable, emportez l’une de ses embouchures dans un voyage relativiste à grande vitesse, puis ramenez-la : la dilatation du temps désynchronise les deux bouches. Le tunnel relie désormais deux époques — et franchir la gorge dans le bon sens, c’est arriver avant son départ. Toute machine à trou de ver est, en germe, une machine à voyager dans le temps : des courbes fermées de genre temps apparaissent dès que le décalage dépasse le temps de traversée. Le problème d’intrigue de Sagan vient d’accoucher d’un problème de fondements. Débattu

Ce que le paradoxe met en jeu

Car une boucle temporelle n’est pas une simple curiosité : elle menace la structure causale du monde — le grand-père qu’on pourrait empêcher de naître, l’effet qui précéderait sa cause. La physique se retrouve devant un choix inconfortable : soit la matière exotique en quantité suffisante est impossible, et le tunnel se referme de lui-même ; soit elle est possible, et il faut expliquer pourquoi l’univers ne grouille pas de paradoxes. Les auteurs, en scientifiques honnêtes, laissent la question ouverte — ils ont construit la machine sur le papier, constaté qu’elle menace la chronologie, et passé le dossier à la communauté. Débattu

La suite au prochain volet

Le dossier ne restera pas sans réponse. Quatre ans plus tard, l’un des plus grands noms de la discipline formulera une conjecture célèbre : la nature elle-même disposerait d’un videur, un mécanisme qui détruit toute machine temporelle à l’instant précis où elle tenterait de s’activer. L’objection, ses arguments quantiques et sa formule restée fameuse — « garder l’univers sûr pour les historiens » — font l’objet du second volet de ce diptyque. Spéculatif

L’état des lieux est resté remarquablement stable depuis 1988 : la solution géométrique est établie, l’exigence de matière exotique est un théorème, et la possibilité physique d’en réunir assez demeure indécise — les inégalités quantiques sur l’énergie la contraignent sévèrement sans l’exclure formellement. Aucun trou de ver n’a jamais été observé. Ce qui a changé, c’est le statut du sujet : une commande de romancier en a fait un chapitre légitime de la relativité générale.