En 2019, l'image de l'ombre de M87* a fait sensation : pour la première fois, l'humanité voyait les contours d'un trou noir, prédit par Karl Schwarzschild et entouré de mythes. Mais si ce croissant lumineux était l'autoportrait non pas d'un abîme absolu, mais d'un portail cosmique ? Les trous de ver, ponts hypothétiques à travers la courbure de l'espace-temps, nommés par John Archibald Wheeler, ont longtemps erré dans les pages de la science-fiction. Aujourd'hui, ils passent un examen rigoureux de la relativité générale.

Imaginez deux puits de lumière. L'un est un trou noir : il s'arrête à l'horizon, où toute lumière disparaît à jamais. L'autre est un trou de ver d'Ellis-Bronnikov : sa gorge est transparente comme un verre limpide, laissant filtrer le rayonnement de la matière de l'autre côté, agissant comme une lentille gravitationnelle inversée. C'est cette lueur fantomatique qui rend son portrait photométrique plus brillant : l'assombrissement central est plus petit, et l'anneau photonique brûle plus intensément. Numériquement, le rapport entre la luminosité maximale et minimale est d'environ 2.8 pour le trou de ver contre 1.9 pour le trou de Schwarzschild, et le diamètre de l'anneau est légèrement plus large – 45 microsecondes d'arc au lieu de 42. Chaque photon, en faisant un tour complet autour de la gorge, nous parvient avec un retard – comme un écho du passé du système lui-même, superposant des images de différentes époques du disque d'accrétion.

La clé de ce comportement est la formule de la fonction métrique qui régit la dilatation du temps gravitationnelle et la trajectoire des rayons : $$ f(R) = \frac{2M}{\ell}\left(\tan^{-1}\frac{R}{\ell} - \frac{\pi}{2}\right) $$ Elle détermine combien la lumière perd de l'énergie en s'extrayant du puits gravitationnel. Pour un trou noir, l'horizon coupe une partie des trajectoires, mais pour un trou de ver, non, et les photons, après avoir contourné la gorge plusieurs fois, arrivent à l'observateur avec moins de pertes.

Aujourd'hui, il est impossible de distinguer les deux modèles – les données du télescope Event Horizon s'adaptent aux deux scénarios. Mais ce n'est pas une impasse, c'est un défi. Les futurs interféromètres spatiaux, comme le Black Hole Explorer, atteindront des détails de l'anneau photonique avec une résolution de quelques microsecondes. Peut-être verrons-nous alors pour la première fois la lumière traversant un pont cosmique. En attendant, le trou de ver reste un quasar fantôme : il se cache dans les données, imitant un trou noir ordinaire, et nous pousse à chercher une physique au-delà du modèle standard – il n'est pas exclu que les moteurs centraux des noyaux actifs de galaxies ne soient pas des puits sans fond, mais des fenêtres ouvertes sur d'autres mondes.