Les trous noirs sont réputés pour leurs forces gravitationnelles qui ne laissent rien s’échapper, même la lumière. On peut ainsi se demander pourquoi ils n’avalent pas tout l’univers. Face à cette ambigüité, l’un des meilleurs physiciens au monde a proposé une explication fulgurante au travers d’une série d’articles publiée en 2018 dans l’archive de prépublication arXiv.
Compte tenu du fait qu’ils n’émettent, ni diffusent la lumière, ces objets célestes dont le champ gravitationnel est extrêmement intense sont optiquement invisibles. Pour les observer, les astronomes s’appuient sur des techniques d’observation indirecte dans différentes longueurs d’onde. En effet, la matière prise dans un trou noir est chauffée à très haute température. Cela entraine l’émission d’une quantité énorme de rayons X.
« Se développent en augmentant la complexité vers l’intérieur »
Selon Leonard Susskind, l’explication de la raison pour laquelle les trous noirs ne s’étendent pas et n’avalent pas l’Univers pourrait nécessiter une combinaison des deux principales théories de la physique. Il faut savoir que ce physicien affilié à l’université de Stanford, aux États-Unis, fait partie des scientifiques qui soutiennent la théorie des cordes.
Dans les articles consacrés sur le sujet qu’il a mis en ligne sur arXiv, Susskind suggère que ces monstres cosmiques « se développent en augmentant la complexité vers l’intérieur ». Concrètement, il pense que contrairement aux autres composants de l’univers, les trous noirs s’étendent vers l’intérieur et non vers l’extérieur. L’expert avance même que l’univers semble également se développer de façon contre-intuitive.
Des masses denses capables de déformer l’espace
« Je pense que c’est une question très intéressante de savoir si la croissance cosmologique de l’espace est liée à la croissance d’une sorte de complexité », a déclaré Susskind à The Atlantic, rapporte ScienceAlert. Et d’ajouter : « Et si l’horloge cosmique, l’évolution de l’Univers, est liée à l’évolution de la complexité. Là, je ne connais pas la réponse ».
Rappelons que les premières théories sur les trous noirs sont apparues au début du 20e siècle. On les doit à Albert Einstein. Selon cet éminent physicien théoricien, les trous noirs sont des masses denses capables de déformer l’espace.
Tout comme un objet lourd qui déforme une toile de caoutchouc, la masse modifie la géométrie de l’espace-temps, formant un « entonnoir de gravité » qui s’allonge vers le bas plutôt que vers l’extérieur. Ce qui est contraire au comportement de la plupart des objets.
La théorie de la relativité et la mécanique quantique pour expliquer le phénomène
D’après Susskind, les trous noirs se comportent de cette manière et c’est la raison pour laquelle ils n’entrainent pas la destruction de l’univers en dépit de leurs attractions gravitationnelles phénoménales. Le physicien l’université de Stanford affirme que la théorie de relativité ne permet pas à elle seule d’expliquer ce mécanisme. Les règles de la mécanique quantique devraient aussi être prises en compte.
Celles-ci décrivent effectivement la manière dont les particules et leurs forces interagissent. Pour avoir une meilleure interprétation de la réalité, l’expert recommande de se tourner vers la correspondance anti de Sitter/théorie conforme des champs, abrégée en Ads/CFT. Susskind lui-même a utilisé cette modélisation.
« Aussi ridicule que cela puisse paraître, dans l’environnement extrême d’un trou noir, plus de puissance de calcul pourrait en effet signifier plus de volume interne », a révélé l’expérience menée par le physicien, note Science Alert.