Dans un nouveau document, Stephen Hawking écrit que l’une des caractéristiques définissant les trous noirs, l’incapacité complète même pour la lumière de s’en échapper, ne peut être vraie.

Hawking écrit :

L’absence d’horizon des évènements signifie qu’il n’y a pas de trous noirs, dans le sens de régimes d’où la lumière ne peut s’échapper à l’infini.

En d’autres termes, la notion que les trous noirs aient un horizon des évènements, ce qui empêche de s’en échapper à tout jamais, est erroné. 

La place de l’horizon des évènements (Event Horizon) sur un trou noir.

Alors que cela signifie-t’il pour les théories sur la façon dont les trous noirs fonctionne ?

Depuis 1974, Hawking applique la théorie de la mécanique quantique aux trous noirs pour réaliser qu’ils ne sont pas tout à fait noirs. Au lieu de cela, ils doivent émettre de petites quantités de rayonnement, les obligeant à se rétrécir pour finir par s’évaporer.

La théorie du rayonnement d’Hawking a également suggéré que, quand un trou noir meurt, il emporte tout avec lui, mais cela vient s’opposer à la physique quantique qui détermine que l’information sur la matière n’est jamais détruite, même quand elle tombe dans un trou noir. D’autres théoriciens ont proposé de résoudre ce “paradoxe de l’information" en permettant à l’information de s’échapper du trou noir alors qu’il s’évapore. Hawking n’était pas d’accord jusqu’à ce que, 30 ans plus tard, il a montré comment cela pourrait être possible.

Faire d’une pierre deux coups

La principale contribution de cette nouvelle étude est une tentative d’utiliser ces idées pour résoudre le paradoxe du mur de feu.

Durant les 18 derniers mois, la communauté scientifique des trous noirs est en guerre contre un descendant du paradoxe de l’information, connu comme le paradoxe du mur de feu que le Guru vous invite à découvrir dans la description qui l’en faisait : “Une nouvelle théorie qui n’arrangera pas votre sort si vous tombez dans un trou noir”. Pour résumer, un groupe dirigé par Joseph Polchinski de l’Université de Californie à Santa Barbara propose que des informations, laissant un trou noir produire des quantités massives d’énergie, engendreraient un mur de feu à l’horizon des évènements qui consume tout ce qui tombe à l’intérieur. Ce serait enfreindre une règle de la relativité générale qui stipule que la traverser de l’horizon d’un trou noir devrait être sans histoire, d’où le paradoxe.

Dans le scénario, coloré baptisé "No Drama", si par un malheureux hasard vous tombiez dans un trou noir, les physiciens estiment que si le celui-ci est assez large, vous ne remarquerez rien de particulier alors que vous traverser l’horizon. Les forces gravitationnelles ne deviendront extrêmes qu’une fois que vous approcherez d’un point à l’intérieur du trou noir appelé la singularité gravitationnelle. Là, l’attraction gravitationnelle sera tellement plus forte sur vos pieds que sur votre tête, que vous serez étirée comme un élastique, un phénomène qui porte bien son nom, la Spaghettification.

Le mur de feu signifie que l’une des deux théories est fausse, alors les physiciens se sont empressés de trouver un compromis qui ne produit pas ces problèmes de brulures. Aujourd’hui, Hawking a avancé et il estime que la solution est d’abandonner la chose qui rend les trous noirs si fascinants, l’horizon des évènements.

Cela nous laisserait donc la possibilité d’échapper à un trou noir… enfin, nous aurions probablement besoin de voyager à la vitesse de la lumière. Dans son nouveau document de recherche, pour Hawking, les trous noirs ont un “horizon apparent”, des surfaces qui piège la lumière, mais peuvent aussi varier dans leur forme en raison des fluctuations quantiques, laissant la possibilité pour la lumière de s’en échapper.

L’idée d’un horizon apparent n’est pas totalement nouvelle et Hawking avec Roger Penrose de l’Université d’Oxford, ont déjà utilisé la relativité générale pour prouver que les deux horizons sont en fait identiques. Dans son dernier document, il propose que la mécanique quantique peut les révéler être différents.

Le retrait de l’horizon des évènements tue du même coup le mur de feu. Cela voudrait logiquement laisser suggérer que l’information quantique sera perdue, mais Hawking estime que ce n’est pas nécessairement le cas. Il propose que la structure d’un trou noir, juste en dessous de l’horizon, est chaotique, rendant difficile la compréhension de l’information libérée. En d’autres termes, l’information est perdue dans le sens où il est presque impossible de l’interpréter, mais elle n’est pas détruite.

Hawking écrit :

Ce serait comme les prévisions météorologiques sur Terre. On ne peut pas prévoir le temps sur plus de quelques jours à l’avance.

L’article de Hawking est très court, seulement deux pages de texte sans calculs, ce qui rend difficile d’en tirer des conclusions solides, mais il y a déjà un certain scepticisme grandissant dans la communauté scientifique. Cette théorie apparait pour certains, encore plus radicale et problématique que l’existence du mur de feu.

Hawking a transmis son document de recherche, intitulé "Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes" sur arXiv , mais il n’a pas encore été vérifié par ses pairs (processus des publicatioons peer-reviewed).