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Trou noir, trou de ver: le film "Interstellar"est-il scientifiquement exact?

Dans "Interstellar", la Nasa envoie un équipage à travers un "trou de ver".

Dans "Interstellar", la Nasa envoie un équipage à travers un "trou de ver". - Warner Bros

Le dernier long métrage de Christopher Nolan évoque un voyage spatio-temporel, qui s'appuie sur des vérités scientifiques, notamment sur ce que les astrophysiciens croient savoir des trous noirs et trous de ver. Mais un tel film est-il crédible, scientifiquement? Eléments de réponse.

Dans Interstellar, le nouveau et très attendu film de science-fiction de Christopher Nolan qui sort ce mercredi en salles, la Nasa envoie un équipage en quête de ressources pour une Terre qui se meurt, à la recherche d'un monde meilleur aux confins de l'espace. Pour accélérer ce très, très long voyage, il s'approche d'un trou noir pour passer par un "trou de ver".

L'idée ici est de "plier sur lui-même" le continuum espace-temps pour rendre possible un passage quasi instantané d'un point de l'univers à un autre, fussent-il extrêmement éloignés l'un de l'autre. Pour faire bonne figure et sans révéler l'intrigue, le réalisateur y ajoute la notion de voyage dans le temps.

Afin de procurer une certaine véracité à son propos, le réalisateur du blockbuster hollywoodien s'est adjoint les services d'un éminent spécialiste des trous noir, l'astrophysicien Kip Throne, du California Institute of Technology. Du coup, le film propose une vision (au sens premier du terme) inédite, au plus près de ce que ce scientifique pense correspondre à la réalité.

Nous avons contacté deux astrophysiciens pour qu'ils nous éclairent sur la crédibilité scientifique du film.

> Qu'est-ce qu'un trou noir? Et un trou de ver?

Un trou noir est un corps si dense et compact que son champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de lumière de s'en échapper. Concrètement, ils ne peuvent ni réfléchir, ni émettre de la lumière, et sont donc "noirs". 

Un trou de ver est un objet hypothétique qui relierait deux régions ou deux points distincts de l'espace-temps, créant une sorte de raccourci. C'est sur eux que repose le voyage du film Interstellar.

> Est-on certains de l'existence des trous noirs?

"En termes de solutions mathématiques, oui. Mais il n'y a pas d'observations directes, seulement indirectes, explique Jean-Michel Alimi, directeur de recherche au CNRS à l'Observatoire de Paris. Ce que l'on observe, c'est le mouvement de corps au bord du trou noir qui évoluent à des vitesses très importantes, ce qui suppose une masse attractive monstrueuse et concentrée dans un espace réduit." Et de poursuivre: "Quand vous considérez tous ces éléments au regard des équations d'Einstein, vous en déduisez la présence d'un trou noir".

"Il y a énormément de preuves indirectes très convaincantes. A tel point qu'on est persuadé qu'il existe des trous noirs dans toutes les galaxies", renchérit Corentin Schreiber, doctorant au laboratoire du service d'astrophysique du CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies renouvelables). Une majorité d'astrophysiciens pensent d'ailleurs qu'un trou noir massif se trouve au centre de la Voie lactée.

> Quid des trous de ver?

Leur existence est loin d'être démontrée. "Ils sont supposés être possibles par la théorie, mais on n'en a jamais observé", explique Corentin Schreiber. "Même s'ils pouvaient exister, beaucoup de gens doutent que l'on puissent s'en servir de la manière dont on le fait pour la science-fiction, à savoir traverser des distances et voyager plus vite". L'hypothèse de ces voyages instantanés est celle d'une capacité de ces phénomènes à plier l'espace-temps, comme l'explique la vidéo ci-dessous, réalisée pour Sciences et Avenir.

Jean-Michel Alimi explique que ces trous de ver correspondent à une "combinaison de trous noirs aux propriétés remarquables qui permettent de nous faire passer des zones d'espace considérables, voire, sous certaines conditions, de voyager dans le temps".

> Permettraient-ils de voyager dans le temps? Et vers le passé?

Si la possibilité de voyager dans le futur en voyageant à des vitesses vertigineuses a été, conformément à la théorie de la relativité générale, scientifiquement prouvée, c'est toujours un retour dans le passé qui pose davantage problème aux scientifiques. Selon Jean-Michel Alimi, un trou de ver doit permettre "formellement" (comprenez en théorie, ndlr) de voyager "d'un point de l'espace-temps à un autre point de l'espace-temps, ces deux points pouvant se situer ou non dans le même espace, mais dans deux temps différents". D'après l'astrophysicien, un retour vers son passé serait donc envisageable.

Corentin Schreiber met quant à lui en lumière certains "paradoxes temporels assez gênants", déjà explorés à maintes reprises par les auteurs de science-fiction. "Admettons, si on revient dans le passé, qu'on finisse par tuer ses parents avant sa naissance. Qu'advient-il de nous?"

> L'équipage d'Interstellar et son vaisseau ne seraient-ils pas broyés à l'approche d'un trou noir?

Un vaisseau qui se rapproche d'un trou noir, sans en être affecté par l'incroyable force gravitationnelle de celui-ci? Pour rendre son scénario crédible, et sur l'hypothèse de Kip Throne formulée dès 1998, Christopher Nolan fait intervenir une matière exotique à "gravité négative" qui permettrait de repousser les "parois" du trou de vers, et donc de ne pas finir broyé.

Une hypothèse pas si "farfelue", selon les deux scientifiques contactés par BFMTV.com. "C'est très spéculatif, mais rien n'interdirait une telle chose. Il y a beaucoup de théories, d'hypothèses que l'on fait sur la matière noire ou l'énergie noire qui ne sont pas tellement plus farfelues que celle-ci", tranche Corentin Schreiber.

Cette hypothèse d'une matière à gravité négative est, selon Jean-Michel Alimi, d'autant plus nécessaire qu'un "trou de ver est une zone de gravité monstrueusement intense" où "se produisent des effets de marée gravitationnelle". Comme l'effet de marée provoqué par la Lune sur notre Terre, mais à une échelle sans commune mesure. "L'objet qui va se rapprocher d'un trou noir va subir un champ de gravitation extrêmement intense avec un gradient, c'est à dire une différence d'intensité gravitationnelle entre ses différents points. Il va littéralement exploser. C'est ainsi qu'on va observer une déformation des étoiles qui se rapprochent d'un trou noir. Dans le cas d'un être humain, il risque de faire plus que de se déformer, il va se désintégrer."

Sur la faisabilité d'un tel voyage, il conclut avec cette métaphore: "C'est comme si vous preniez un virage à grande vitesse, si vous êtes un bon pilote vous pouvez passer. Dans le cas d'un trou noir, il faudrait des conditions très particulières, dont je ne sais pas si elles pourraient être réunies, pour juguler ces effets de marée." Le voyage semble donc très difficile, mais dans le futur, qui sait?