Instrument cosmique : les chants de résonance des trous de ver en rotation ✛ ✎ ✦
Einstein et Rosen ont imaginé un pont reliant deux feuilles de réalité. Wheeler lui a donné un nom — trou de ver — et Thorne avec Morris ont prouvé que le tunnel est traversable si on le remplit de matière exotique. Aujourd'hui, nous savons que la rotation, attribut presque obligatoire des objets compacts, transforme un trou de ver en instrument cosmique. À travers la gorge ne passe pas seulement un voyageur hypothétique, mais aussi une onde scalaire — et elle résonne.
Le secret réside dans le potentiel effectif, le paysage gravitationnel ressenti par l'onde à l'approche. Pour un trou de ver statique, il n'y a qu'une pente douce, et les résonances sont à peine visibles. Mais la rotation creuse un puits profond aux parois abruptes. Les modes contre-rotatifs (avec nombre azimutal m < 0) restent piégés dans ce piège, accumulant de l'énergie et s'embrasant en pics aigus. Pour un spin a=0.7, le mode l=1, m=-1 produit un pic à la fréquence ωM ≈ 0.22, et pour le mode co-rotatif, à ωM ≈ 0.54. Ce n'est pas du chaos, mais des tons purs, et leur hauteur dépend directement de la géométrie de l'espace-temps — de la courbure de la gorge et du décalage vers le rouge gravitationnel engendré par la rotation.
La perspective astrophysique est fascinante. Si au centre d'une galaxie se cache non pas un trou noir mais un trou de ver en rotation, son disque d'accrétion est dépourvu de bord interne. Le rayonnement de la matière qui tombe est modulé par les fréquences de résonance. La spectroscopie en rayons X, en radio et en ondes gravitationnelles permettra d'« entendre » ces notes. Le télescope Event Horizon dessine déjà des ombres, le James Webb scrute la pénombre infrarouge des noyaux — et nous pouvons pour la première fois tester directement une idée considérée naguère comme un amusement de théoriciens. Même l'énigme de l'énergie noire pourrait être liée à la matière exotique qui maintient la gorge ouverte.
Ainsi, la simulation numérique extrait une mélodie des équations de Klein-Gordon. Aux observateurs maintenant d'accorder leurs instruments sur le bon ton — et d'entendre la musique des passages cachés. Il est curieux que les mêmes résonances aident à découvrir de nouvelles particules dans les collisionneurs : le géant cosmique et le monde subatomique chantent dans la même langue.
Les résonances de Breit-Wigner, découvertes dans le spectre d'un trou de ver, fonctionnent selon le même principe que lors de la découverte de nouvelles particules dans les collisionneurs. Un monstre cosmique de millions de kilomètres obéit aux mêmes lois de résonance que les systèmes subatomiques — comme si la nature jouait sur une seule corde, du microcosme au mégacosmos.
Un trou de ver traversable a été au cœur de l'intrigue de « Contact » de Carl Sagan et du blockbuster « Interstellar ». Il semble que nous ayons trouvé un moyen de distinguer un vrai tunnel d'un accessoire de cinéma, sans regarder à l'intérieur.