Stephen Hawking et les cheveux d’un trou noir

La nouvelle théorie de Stephen Hawking et son équipe pourrait concilier le paradoxe de l’information. Celui-ci stipule que les trous noirs ont une auréole de « cheveux » entourant leurs frontières, qui enregistre les modèles d’empreintes de tout ce que les trous noirs ingèrent et libèrent dans l’univers lorsqu’ils meurent…

L’une des plus grandes énigmes de notre époque tourne autour des trous noirs. Le terme vague de “singularité” est souvent utilisé pour donner un sentiment de compréhension à un sujet encore insoluble. Par conséquent, il n’est pas surprenant que l’un des plus notables physiciens tâtonne dans ses hypothèses hautement élaborées. Lorsque Stephen Hawking a proposé le concept de rayonnement de Hawking en 1974, il a ouvert un autre sujet de débat : le paradoxe de l’information du trou noir.

Il a théorisé que de l’énergie s’échappe continuellement des trous noirs, que chaque fois qu’ils avalent quelque chose, un rayonnement électromagnétique est émis. Cela signifie que, au fil du temps, le trou noir finira par disparaître, ne laissant que le rayonnement de Hawking comme trace de son existence.

(Nature)

Le paradoxe de l’information des trous noirs existe parce que, sur la base des calculs de Hawking, le rayonnement émis ne contient pas d’informations sur l’histoire du “menu” d’un trou noir tout au long de son existence. Il a également émis l’hypothèse que toutes les informations sur l’intérieur d’un trou noir sont détruites.

Le problème, avec ces hypothèses, est que cela contredit les lois communes de la mécanique quantique et en me reprenant : la théorie de la relativité générale d’Einstein prédit que l’information physique sur le matériel englouti par un trou noir est détruite, mais les lois de la mécanique quantique stipulent que l’information est éternelle. Là réside le paradoxe.

En janvier de cette année, Hawking a annoncé que ses premiers calculs ont eu tort (étaient mauvais ??) et qu’il a formulé une nouvelle théorie qui donnerait un sens à l’échappatoire de l’information. Il a ainsi identifié deux mauvais points dans son hypothèse initiale : que le vide dans la gravité quantique est unique et que les trous noirs n’ont pas « de cheveux. »

Des explications par Stephen Hawking et le dessin pour illustrer :

Non seulement les trous noirs sont sévèrement puissants et mystérieux, mais apparemment, ils ont aussi des cheveux. Bien qu’il y ait une certaine correspondance, ce ne sont bien évidemment pas les cheveux sur votre tête, ce sont des excitations quantiques à faible énergie qui forment un halo de « légers cheveux » autour de l’horizon des événements, la limite d’un trou noir où même la lumière ne peut s’en échapper.

Mais comme nos vrais cheveux, la toute nouvelle étude de Hawking propose qu’ils détiennent les enregistrements/ empreintes de ce que le trou noir consomme. Il pense qu’ils portent des motifs de signature de tout ce que le trou noir avale et qu’ils libèrent de nouveau dans l’univers lorsqu’il se dissipe.

Cependant, le physicien Gary Horowitz de l’université de Californie a des doutes:

D’abord, l’analyse doit être répétée pour prendre en compte la gravité, plutôt qu’uniquement les champs électromagnétiques. Les auteurs poursuivent actuellement cette tâche, et leurs calculs préliminaires indiquent qu’un cas purement gravitationnel sera similaire. Plus importants encore, les cheveux qu’ils introduisent ne sont probablement pas suffisants pour capturer toutes les informations sur ce qui tombe dans un trou noir.

Encore dans la “singularité”… bien évidemment, il faudra encore beaucoup de recherche et d’observations pour valider la théorie de Hawking.

L’étude publiée dans Physical Review Letters : Soft Hair on Black Holes.