Les trous noirs exercent une pression dans leurs régions immédiates, selon une étude

Les Trous Noirs Exercent Une Pression Dans Leurs Régions Immédiates,

Des chercheurs britanniques ont découvert que les trous noirs ne sont pas seulement thermodynamiques, mais exercent également une pression sur les zones – et les corps – qui les entourent. L’étude, développée par des scientifiques de l’Université du Sussex, au Royaume-Uni, a été publiée dans la revue Examen physique D.

L’étude de la physique en relation avec les trous noirs est considérablement complexe : jusqu’en 1974, ils étaient considérés comme des objets inertes dans l’espace, résultant de la « mort » d’une étoile massive. C’est Stephen Hawking qui, la même année, découvre que les trous noirs émettent un rayonnement thermique, leur conférant une capacité thermodynamique.

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Illustration d'un trou noir, que les scientifiques ont découvert exerçant une pression ainsi qu'un rayonnement thermique.
En plus d’émettre des volumes de température, les trous noirs exercent également une pression sur leurs régions les plus proches. Une découverte faite par l’Université du Sussex, au Royaume-Uni, ouvre de nouvelles voies pour comprendre le phénomène spatial. Image : Elymas –

L’étude de l’Université du Sussex va plus loin : le professeur Xavier Calmet, en collaboration avec le chercheur postdoctoral Folkert Kuipers, analysait une équation de correction de la gravité quantique. Les deux ont été confrontés à une variable inattendue, en 2020. Cette même année, lors de conversations entre eux, les deux ont spéculé qu’il s’agissait d’un exercice de pression – quelque chose de sans précédent dans l’étude des trous noirs jusqu’à présent.

Quelques mois et de nombreux calculs révisés plus tard, Calmet et Kuipers ont pu confirmer leur théorie selon laquelle la gravité de niveau quantique crée une pression dans et autour des trous noirs.

« Notre découverte que les trous noirs ont une pression et une température est beaucoup plus excitante si l’on considère le fait que c’était une surprise totale », a déclaré Calmet. « Je suis très heureux de voir que les recherches que nous avons menées à Sussex sur la gravité quantique ont amélioré la compréhension de la communauté scientifique de la nature des trous noirs. »

Il a poursuivi : « Si vous considérez les trous noirs uniquement dans le domaine général de la relativité, vous pouvez montrer qu’ils ont une singularité en leur centre, où les lois de la physique telles que nous les connaissons s’effondrent. Ce que nous espérons, c’est qu’en incorporant la théorie quantique des champs dans cette étude, nous pourrons peut-être trouver de nouvelles descriptions des trous noirs. Notre travail navigue dans cette direction et, malgré la faible pression que nous avons constatée dans le trou noir, le fait qu’il existe nous ouvre de multiples possibilités, élargissant la recherche astrophysique, ainsi que la recherche sur les particules et le quantum ».

Les trous noirs sont parmi les événements les plus notables que nous ayons jamais observés dans l’espace : provenant généralement de la mort explosive (un événement lui-même appelé « supernova ») d’une étoile d’une masse 10 fois supérieure ou supérieure à celle du Soleil, la NASA les définit comme « un point dans l’espace où la gravité est si intense que même la lumière ne peut s’échapper ».

En fait, leur découverte, pendant longtemps, n’a été possible que par observation indirecte : parce qu’elles n’émettent – ni ne laissent échapper – de lumière, il n’était pas possible de les « regarder », nous ne les avons donc remarquées qu’en analysant les comportement erratique des étoiles et des corps à proximité, qui sont fortement influencés par la présence d’un seul.

Avec la découverte de Hawking en 1974 (et, espérons-le, avec celle actuelle des scientifiques du Sussex), notre technologie a évolué au point où nous avons pu observer certains détails spécifiques, tels que le rayonnement thermique du trou noir. Mais même cela n’est pas tout à fait la même chose que de les observer directement.

Curiosité intéressante : notre Voie Lactée, la galaxie où se trouve la Terre, possède théoriquement un trou noir supermassif surnommé « Sagittaire A*”. Cependant, il n’est toujours pas certain qu’il s’agisse en fait d’un trou noir, car il y a des observations d’objets qui sont passés près de lui et se sont échappés sans problème.

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