Un trou de ver est une topologie spatio-temporelle hypothétique, un « raccourci » qui permettrait de voyager entre deux points à des vitesses apparemment plus rapides que la lumière. Le nom vient de l’analogie entre l’espace-temps et la surface d’une pomme, dans laquelle un trou de ver est un tunnel à travers la pomme. En réalité, le mouvement à travers un trou de ver ne serait pas plus rapide que la lumière, mais plutôt un mouvement à vitesse normale dans un espace plié.
Les trous de ver sont populaires dans la science-fiction car ils permettent aux personnages de parcourir de grandes distances en peu de temps. Dans la vraie vie, les trous de ver n’existent probablement pas, car ils nécessiteraient de la matière négative, une substance exotique qui n’a jamais été observée et dont l’existence n’est pas prédite par le modèle standard de la physique des particules. Les modèles mathématiques des espaces-temps des trous de ver montrent qu’ils se pinceraient presque instantanément. De plus, un trou de ver devrait être extrêmement petit — la plupart des modèles montrent des trous de ver avec des ouvertures plus petites qu’un noyau atomique.
Les trous de ver ont également été appelés trous de ver de Schwarzschild ou ponts Einstein-Rosen, dans le contexte des analyses mathématiques passées. Un pont Einstein-Rosen aurait un trou noir aux deux entrées, ce qui signifie qu’une fois qu’un voyageur théorique serait entré dans le trou de ver, il traverserait un horizon des événements et serait coincé au milieu.
Si des trous de ver pouvaient exister, ils pourraient aussi fonctionner comme des machines à remonter le temps. Selon la théorie de la relativité d’Einstein, le temps passe plus lentement pour un corps fortement accéléré. Si une extrémité d’un trou de ver était accélérée à près de la vitesse de la lumière tandis qu’une autre était stationnaire, un voyageur entrant dans le trou stationnaire émergerait dans le passé du trou accéléré. Ce type de trou de ver serait appelé une courbe temporelle fermée ou un trou temporel.
Le physicien Stephen Hawking a proposé que les propriétés de rupture de causalité de tels trous de ver seraient physiquement interdites par une forme de censure cosmique. C’est parce que le voyage dans le temps provoquerait des paradoxes apparemment insolubles, comme un cas dans lequel quelqu’un remonte dans le temps pour tuer son moi antérieur. En savoir plus sur les propriétés théoriques d’un trou de ver nécessiterait une théorie quantique de la gravité, qui n’a pas encore été développée.