Trous Noirs

Petit billet de blog scientifique intéressant que j'ai rencontré
lors de mes méandres sur le Web. Cela porte sur les trous noirs.

source: Scitable

24 mai 2013

auteur: Thomas Nguyen

traduction: GoogleTranslate/GrosseFille

Si un trou noir provient d'une étoile morte, comment 

meurt-il à son tour?

Tout le monde parle toujours des trous noirs et de la façon dont les choses y entrent et ne sortent jamais. Mais qu'est-ce qu'un trou noir exactement? Quelqu'un vous l'a-t-il déjà décrit? La plupart des gens savent que c'est une étoile morte, mais qu'est-ce que cela signifie?

Les trous noirs sont des objets extrêmement massifs avec d'immenses gravités qui ne permettent à rien de s'échapper, pas même la lumière. Ce sont des endroits intéressants où de nombreuses parties différentes de la physique se rencontrent et parfois même montrent leurs défaillances.  La taille et la gravité des trous noirs deviennent intéressantes lorsque vous pensez à la façon dont ils pourraient interagir avec les théories de l'infiniment petit, connues sous le nom de mécanique quantique. Et c'est la mécanique quantique qui détient la réponse à la mort des trous noirs.

En mécanique quantique, les particules positives subatomiques et les antiparticules négatives entrent en existence tout le temps. Puisque les particules positives ont une masse positive et les antiparticules négatives ont une masse négative opposée, elles s'annulent et rien de vraiment significatif ne se produit réellement. Mais que se passerait-il si ces particules et antiparticules venaient à l'existence juste à côté d'un trou noir? Que se passe-t-il alors? Connaissent-ils la même annulation?

Le célèbre physicien anglais Stephen Hawking a émis l'hypothèse que quelque chose de différent se produit autour d'un trou noir. L'idée est que les particules et les antiparticules peuvent ne pas pouvoir s'annuler automatiquement, car la gravité du trou noir entraîne l'antiparticule négative vers l'intérieur du trou noir. Ce processus laisse la particule positive seule et "non annulée", la rendant "réelle". Ces particules positives sont alors émises par le trou noir. Le phénomène se nomme radiation de Hawking.

Mais ce n'est pas fini. Après une longue période, le trou noir perdrait de la masse en raison de l'ajout progressif d'antiparticules. Comme le dit Hawking, les trous noirs s'évaporeraient. Lors de l'évaporation, le trou noir émet de l'énergie sous forme de particules positives qui s'échappent. Plus le trou arrière est massif, plus d'énergie sera libérée. Au fil du temps, le trou noir perdrait finalement tellement de masse qu'il deviendrait petit et instable. C'est la fin dramatique. Le trou noir perdrait alors le reste de sa masse en peu de temps sous forme d'explosions brusques - nous pouvons détecter ces explosions sous forme d'éclatements de rayons gamma. La fin.

Donc, oui, les trous noirs meurent, et ils le font lorsque les théories de l'extrême grand  rejoignent  les théories du très petit. Ils le font lentement, puis tout à coup.

Crédit d'image: Alan Riazuelo (via Wikimedia Commons )


https://www.nature.com/scitable/blog/realscization/if_a_black_hole_is/