Et si les trous noirs ne pouvaient pas se former?

Les trous noirs pourraient ne pas exister - ou du moins pas de la façon dont les scientifiques se l’imaginent, masqué par un "horizon des événements" impénétrable. Une nouvelle étude, déjà controversée, pourrait conduire à supprimer cet horizon, et par là même résoudre un paradoxe préoccupant de la physique.

L'horizon des événements est censé représenter la limite au delà de laquelle plus rien ne peut échapper à la gravité du trou noir. Selon la théorie générale de la relativité, même la lumière est piégée à l'intérieur de l'horizon, et aucune information sur ce qui est tombé dans le trou ne peut jamais plus s'en échapper. L'information semble être partie « en dehors » de l'univers.

Et ceci est en contradiction avec les équations de la mécanique quantique, qui préservent toujours l'information. Comment résoudre ce conflit ?

Les chercheurs ont proposé par le passé que l'information pourrait revenir en arrière très lentement. Elle pourrait être encodée dans un flux des particules appelé la « radiation de Hawking », qui résulterait de « l’interaction » entre l’horizon des événements et « l’écume quantique » toujours présente dans l'espace.

Mais d'autres scientifiques pensent que l'information pourrait en fait n'avoir jamais été perdue. Tanmay Vachaspati et ses collègues de l'université Case Western Reserve de Cleveland, ont tenté de prédire ce qui se produit quand un trou noir se forme. En utilisant une nouvelle approche mathématique, ils ont suivi un bloc de matière en train de s'effondrer et tenté de prévoir ce qu'un observateur éloigné verrait.

Ils ont constaté que la gravité de la masse s'effondrant commence par perturber le vide quantique, en produisant ce qu'ils ont appelé un rayonnement de "pré-Hawking". Ce rayonnement réduit alors la quantité masse/énergie totale de l'objet - de sorte qu’il ne devient jamais assez dense pour former un horizon des événements et un véritable trou noir. Selon Vachaspati, "les trous noirs n’existent pas ; il y a seulement des étoiles qui tendent à devenir des trous noirs sans jamais y parvenir."



Ces "étoiles noires" ressembleraient beaucoup à des trous noirs, indique Vachaswati. Du point de vue d'un observateur éloigné, la gravité déformerait l'écoulement apparent du temps de sorte que la matière tombant vers l'intérieur ralentisse. Et lorsqu’elle parviendrait à l’endroit où l’horizon devrait se situer, la matière s’étiolerait, sa lumière serait étirée sur des longues longueurs d'onde si grandes par la gravité de l'objet qu'elle en deviendrait pratiquement indétectable.

Mais parce que le rayonnement de pré-Hawking empêcherait la formation d'un trou noir avec un véritable horizon des événements, la matière ne s’évanouirait jamais complètement. Et comme aucune information ne serait plus séparée du reste de l'univers, le paradoxe de l'information perdue n’existe plus.


Controverse

L'idée fait cependant face à l'opposition de la part d'autres physiciens théoriques. "Je suis en total désaccord" affirme le Prix Nobel Gerard 't Hooft Nobel de l'université d'Utrecht aux Pays Bas. "Le processus décrit ne peut en aucune façon produire assez de rayonnement pour faire disparaître un trou noir aussi rapidement." Selon lui, l’horizon des événements se forme bien avant que le trou ne s’évapore. Steve Giddings de l'université de Californie à Santa Barbara, est également sceptique : "Des résultats déjà bien compris sont apparemment en conflit avec cette hypothèse", dit-il.

Il pourrait exister un moyen de tester cette nouvelle théorie. Le LHC (Large Hadron Collider) en voie d’achèvement au CERN pourrait être capable de générer des trous noirs microscopiques ou, si Vachaspati a vu juste, des étoiles noires. A la différence des trous noirs gigantesques de l'espace, ces objets microscopiques se vaporiseraient rapidement. La distribution des énergies de leur rayonnement pourrait révéler si un horizon des événements se forme.

D’un autre coté, des étoiles noires entrant en collision dans l'espace pourraient révéler elles-mêmes leur identité puisque, comme Vachaspati l’indique, non seulement l’événement produirait des ondes gravitationnelles (comme pour une collision entre deux trous noirs) mais également des rayons gamma. Le scientifique propose d’ailleurs qu'elles pourraient être responsables de certains des éclats de rayons gamma (GRB) observés par les astronomes.


Source: New Scientist Space / SpaceRef.com / Case Western Reserve University
Illustration: NASA

Intéressant, nous verrons jusqu'où cela va mener. Mais je préfère notre interprétation actuelle, elle est plus fun ^^ j'espère que Vachaspati se trompe :p

en même temps, apres avoir travaillé dessus, je peu dire que tout les paradoxes autour des trous noirs sont très chiants.

Je savais pas que c'était possible de créer des micro-trous noirs, comment font les chercheurs pour les créer?

avec des collisionneurs

En gros, et pour resumer (et surtout voir si j'ai bien compris ^^): l'exsitence des trous noirs, comme nous les connaisons actuellement avec la lumière qui ne peut s'échapper... est remis en cause par certains scientifiques?

oui, et ce depuis que le concept de trou noir a été inventé.
Le truc le plus class c'est le Gravastar, une coquille indestructible de matière dégénérée enfermant une singularité nue

Hum...désolée...je sais que je suis pas très douée pour faire bosser les neurones mais^^'... qu'est-ce qu'est la matière dégenerée? Et une singularité?

(je vais finir par me complexer ^^, je capte quedalle à la vie )

un état de matière dit dégénéré est un état de la matière où la regle des gaz parfaits ne marche plus (c'est le système d'exclusion de Pauli qui entre en jeu), c'est un état de la matière à haute pression. Exemples: Hydrogène métalique, oxygène rouge, oxygène noir, neutronium...

Une singularité est un trou dans l'espace temps créé par un objet hyper massif, par exemple un trou noir, la matière qui entre dans la singularité n'en resort jamais

Kasiopea a écrit:(je vais finir par me complexer ^^, je capte quedalle à la vie )

Non, t'inquiètes pas, tu n'es pas la seule. Sauf que moi j'ose pas demander...c'est pire

Ok merci Stalker


... et Talisman

je crois qu'il y a quand même une large différence entre la vie et les questions que tu as posées Kasiopea, rien n'est perdu ^^'

bon et si on réussissait à reproduire ce trou noir (si c'en est un) en labo on finirait tous dans ce-dernier???? NON???? enfin j'me pose des questions...

nan car dans un accélérateur à particules on ne peu créer que des trous noirs plus petits qu'un proton, et à cette échelle l'interaction gravitationelle est très très faible. De plus le rayonnement de Hawking le ferait d'évaporer en quelques instants.

Et si jamais, (j'ai bien dit si jamais), ce trou noir serait un peu plus grand, on serait "aspirer" dans ce trou noir, que ce passerait t'il pour nous?

un peu plus grand? le minimum pour qu'un trou noir soit stable c'est (si je ne me trompe pas) un peu plus que la masse de la terre, et là ça dépend du point de vue, en dehors ou a l'interieur du trou noir? quel est ton référentiel?

"nan car dans un accélérateur à particules on ne peu créer que des trous noirs plus petits qu'un proton, et à cette échelle l'interaction gravitationelle est très très faible. De plus le rayonnement de Hawking le ferait d'évaporer en quelques instants."


Me voilà rassuré

en fait, chaque seconde des milliers de neutrinos dits muoniques se transforment en muons dans la haute atmosphère et entrent en collision à grande vitesse et à très haute énergie dans les noyaux d'azote, ces collisons sont beaucoup plus puissantes que dans n'importe quel collisionneur et créent chaque seconde des mini trou noirs qui se désintegrent en quelques secondes voir moins (j'ai pas les équations en tête)

Stalker, je voudrais savoir ce qui se passe lorsqu'on est dedans!
Au dela de la température qui doit etre excessivement froide (il y fait tout noir), comment serions nous dedans?

la température n'y est pas du tout froide (enfin si, mais toi tu chauffe)

si tu tombe dedans, moi je te verrais approcher de l'horizon des événement de plus en plus lentement, jusqu'à ce que tu t'arrête et te fige, mais je ne pourai te voir que dans l'infrarouge car le celebre décalage vers le rouge te rendra de plus en plus sombre. d'un point de vue interne tu tombera à une vitesse relativiste (plus je suis loin de toi, plus j'ai l'impression que tu tombe lentement) vers la singularité. Arrivé au bord du goufre, tu te spaguetifi, ton corps s'étire à l'infini (pourtant tu ne resentirai pas grand chose, puisque c'est ton image qui s'étire plus que ta matière), puis tu tombe, et là on ne sais pas trop ce qui se passe^^

Comment l'éloignement "ralentit" l'entrée dans le trou noir du point de vue de l'observateur?
Est-ce que c'est juste une illusion d'optique le ralentissement?
Et quand tu dis qu'on chauffe, tu veux dire beaucoup?

Comment on peux savoir ce qui se passe dans un trou noir?

Tily a écrit:Comment l'éloignement "ralentit" l'entrée dans le trou noir du point de vue de l'observateur?
Est-ce que c'est juste une illusion d'optique le ralentissement?
Et quand tu dis qu'on chauffe, tu veux dire beaucoup?

-Pour un observateur se trouvant loin d'un trou noir, celui-ci déforme l'espace-temps, de plus en plus fortement lorsqu'on s'en rapproche. Sous l'effet de cette force de gravitation gigantesque, pour l'objet qui tombe vers le trou noir, le temps se dilate et les distances s'allongent. Pour l'observateur éloigné, le temps de l'objet se contracte et les distances s'étirent. L'objet qui tombe tombe de plus en plus lentement donc, sauf pour lui-même.

-Ce n'est pas une illusion, le temps ralentit réellement pour un tel objet.

-Le fait de chauffer provient de la vitesse que l'on acquiert en tombant dans le trou noir. Les forces gravitationnelles sont si fortes que l'on tombe à une vitesse énorme. Or qui dit accélération dit gain de vitesse, et gain d'énergie. Et l'énergie gagnée par l'objet est si importante que sa température augmente fortement.

Perfect, j'ai compris merci beaucoup !!

ok ok merci pour cette nouvelle théorie mais bon pour l'instant on n'est même d'accord sur les trou noirs alors ajouter cette théorie risque de foutre encore plus le désordre pour savoir qui dit vrai... et si on nous demande un jour ce qu'est un trou noir on dit quoi? "ben il y a plusieur théorie..." et on déballe tous??? on risque d'y passer la journée et encore...

si on te demande ce qu'est un trou noir, tu répond que c'est une singularité gravitationelle entourée d'un horizon des événements.

Si on te demande i on est sur de leurs existances, du débale tout sur les étoiles nirs, gravastars et autres étoiles à strings (et oui^^)

le jedi mystérieux a écrit:ok ok merci pour cette nouvelle théorie mais bon pour l'instant on n'est même d'accord sur les trou noirs alors ajouter cette théorie risque de foutre encore plus le désordre pour savoir qui dit vrai... et si on nous demande un jour ce qu'est un trou noir on dit quoi? "ben il y a plusieur théorie..." et on déballe tous??? on risque d'y passer la journée et encore...

Exactement, on y passe la journée ^^ non mieux, beaucoup d'années ^^
C'est une théorie intéressante. Lorsqu'il y aura de nouvelles expériences, cela pourra peut-être aller dans son sens, ou au contraire l'écarter, quoi de mieux pour comprendre la nature exacte de ce que l'on cherche ? C'est comme ça que la science fonctionne.
Le Big Bang cache un fatras de théories, la théorie des cordes cache en son sein un fatras de théories, c'est quelque chose d'habituel...