La théorie dit que les trous noirs supermassifs apportent des éléments du début de l’univers

La Théorie Dit Que Les Trous Noirs Supermassifs Apportent Des

En règle générale, les trous noirs se forment à partir d’explosions stellaires – également appelées « supernovas ». Cependant, une nouvelle théorie parie sur l’hypothèse que les trous noirs supermassifs – des versions gigantesques de leurs cousins ​​traditionnels – sont en réalité venus avec le Big Bang, et apporter avec eux des éléments du début de l’univers.

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L’idée est scientifiquement fondée, étant donné que nous savons déjà que certains trous noirs supermassifs se sont formés lorsque l’univers était très jeune – certains existaient déjà avant qu’il n’ait un milliard d’années. Considérant que de nombreuses étoiles sont considérablement plus jeunes que cette marque, la théorie postule la perception que ces trous noirs provenaient d’une autre explosion – pas une supernova, mais quelque chose de plus précurseur, comme le Big Bang.

La théorie apporte un autre élément d’étude possible pour chercher une compréhension plus détaillée du début de notre univers.

L'illustration montre l'un des trous noirs supermassifs, qui peuvent avoir des traces de l'univers primitif, engloutissant des faisceaux de lumière.
Les trous noirs supermassifs sont la version volumineuse des objets normaux du type, capables d’atteindre des milliards de fois la masse de notre Soleil et d’affecter sans difficulté de grandes régions galactiques (Image : Jurik Peter/)

Comme son nom l’indique, les trous noirs supermassifs sont aux trous noirs normaux ce que vous êtes au début de la vie en forme. culturiste utilisateur anabolisant : un attrait sans précédent de taille, de force et de masse. Les plus petites supermassives sont des millions de fois plus denses que le Soleil, tandis que les plus notables – communément trouvées au centre d’énormes galaxies – dépassent facilement des centaines de milliards de masses solaires.

Leur recherche n’est pas si compliquée : compte tenu du temps qu’ils ont eu à avaler des corps célestes, des gaz, des nuages ​​et d’autres objets dans l’espace, la plupart des observations astronomiques ont un impact sur un trou noir supermassif – si ce n’est pas l’objet direct de la recherche , alors les équations des autres corps doivent les prendre en compte.

Beaucoup d’entre eux sont si vieux, même que les astronomes ont déjà identifié au moins 200 qui étaient ici, littéralement, car avant que le monde ne soit un monde – l’un d’eux était en pleine activité lorsque l’univers n’avait « que » 700 millions d’années.

Et c’est là que réside le « craquant de la question » : les trous noirs communs n’évoluent vers la classification de « supermassifs » que lorsqu’ils continuent à engloutir des objets, à croître et à rencontrer d’autres trous noirs. Ils fusionnent et, avec un peu de chance, augmentent leur portée au point de devenir encore plus puissants. Mais cela prend du temps – beaucoup plus longtemps que ne le suggère la formation de ces trous noirs supermassifs du premier univers.

Il faut comprendre que l’univers, à ses débuts, était complètement différent de l’environnement relativement stable que nous connaissons aujourd’hui : doté d’événements extrêmes se produisant quotidiennement, les premières secondes après le Big Bang étaient si chaudes que les protons et les neutrons ont été brisés avant geler et se stabiliser.

Compte tenu de cela, il est possible que les forces de la nature aient été, disons, quelque peu non régulées, générant des contrastes de densité spontanés – et là où il y a des contrastes de densité extrêmes (c’est-à-dire beaucoup de masse comprimée en petits volumes), des trous noirs peuvent se former.

Ce domaine de recherche n’est pas vraiment nouveau : les experts recherchent depuis des décennies ce que l’on appelle les « trous noirs primaires », mais la plupart des efforts dans ce domaine ont donné des résultats presque nuls, limitant leur compréhension au domaine théorique.

Insistez sur « presque ».

Illustration d'un trou noir absorbant d'innombrables étoiles
Les trous noirs primordiaux auraient beaucoup de matière à absorber, et leur création peut avoir eu lieu sans avoir besoin de supernovae, mais plutôt en les dérivant directement du Big Bang (Image : Jurik Peter/)

Il existe une classe de trous noirs qui sont supermassifs aujourd’hui – mais à l’époque, ils étaient relativement plus petits – quelque part autour de 100 000 masses solaires. À cette taille, juste après le Big Bang, ils auraient beaucoup de matière à avaler, atteignant rapidement la projection que nous connaissons.

La nouvelle théorie, publiée pour la pré-évaluation des paires dans arXiv, postule que ces trous noirs spécifiques interagissent avec tout ce qui les entoure à un rythme plus subtil, passant peut-être inaperçu devant des trous plus grands – ceux-ci oui, avec le potentiel de perturber grandement le nôtre .commentaires. Cependant, peu de temps après la naissance de ces petits trous viendrait le soi-disant « Age de la nucléosynthèse », où les scientifiques comprennent que la lumière est en réalité « née ». Et cette époque, nous la connaissons bien – elle apporte les mêmes processus que ceux observés dans les centrales nucléaires (avec les bonnes proportions, bien sûr).

Techniquement, les trous noirs primordiaux n’affecteraient pas autant ce processus, qui générait des gaz essentiels comme l’hydrogène et l’hélium et les répartissait presque uniformément dans l’univers. Cependant, le processus nucléaire qui conduirait à cela serait relativement différent autour des trous noirs, en raison de leur extrême gravité.

Pour le dire simplement : si les gaz autour des trous noirs primordiaux portent une sorte de signature cosmique de cette époque, alors les matériaux que nous observons autour des trous noirs supermassifs d’aujourd’hui auraient une composition différente de la moyenne cosmique – par exemple, 10 % d’hélium en plus et 10 % de lithium en moins.

La raison pour laquelle cela est encore dans le domaine théorique est qu’une observation de ce genre est extrêmement compliquée. Mais l’avenir s’annonce prometteur : le télescope spatial James Webb, dont le lancement est prévu le 18 décembre 2021, est censé nous donner la possibilité de voir ces processus primordiaux (les estimations disent qu’il a entre 10 et 100 fois la capacité de Hubble, qui est proche de la retraite).

Si tel est le cas, nous aurons enfin l’occasion de regarder directement dans le passé le plus lointain de l’univers et, espérons-le, de comprendre un peu plus comment tout a commencé.

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