"Aussi difficile que la vie puisse paraître, il y a toujours quelque chose que vous pouvez faire et réussir" - Stephen Hawking
Stephen W. Hawking (1942-2018) restera dans les mémoires non seulement comme un physicien théoricien accompli doté d'un esprit brillant, mais aussi comme un symbole de la capacité de l'esprit humain à surmonter un handicap physique sévère et à réaliser ce que l'on considère comme l'impensable. Diagnostiqué d'une maladie invalidante à l'âge de 21 ans à peine, le professeur Hawking a fait preuve d'une résilience remarquable face à l'adversité et a continué à se consacrer à la résolution des plus grands mystères scientifiques de l' univers.
L'idée des trous noirs est issue de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Ces objets cosmiques , considérés comme les plus grandes énigmes de l' univers connu , sont extrêmement denses, si denses que rien ne peut échapper à leur immense gravité, pas même la lumière. Tout est aspiré. C'est pourquoi on les appelle trous noirs : rien ne peut leur échapper et il est impossible de les observer . Contrairement aux autres objets cosmiques, les trous noirs n'émettent ni lumière ni énergie sous aucune forme et ne peuvent donc jamais exploser. De ce fait, ils seraient immortels.
Stephen Hawking a remis en question l'immortalité des trous noirs.
Dans sa lettre intitulée « Explosions de trous noirs ? » , publiée dans Nature en 1974, Hawking a présenté la conclusion théorique que tout n'est pas aspiré par un trou noir et que ces derniers émettent un rayonnement électromagnétique appelé rayonnement de Hawking . Il a expliqué que ce rayonnement peut s'échapper d'un trou noir , en vertu des lois de la mécanique quantique. Ainsi, les trous noirs exploseraient et se convertiraient en rayons gamma. Il a démontré que tout trou noir crée et émet des particules telles que des neutrinos ou des photons. L'émission de rayonnement par un trou noir devrait entraîner une perte de masse, ce qui augmenterait la gravité à sa surface et, par conséquent, le taux d'émission. Le trou noir aurait donc une durée de vie finie et finirait par disparaître. Cette découverte a remis en question l'idée longtemps admise par les physiciens théoriciens selon laquelle les trous noirs sont immortels.
On pensait que le rayonnement de Hawking ne contenait aucune information utile sur la matière engloutie par le trou noir, car l'information absorbée par ce dernier serait perdue à jamais. Dans une étude récente, publiée en 2016 dans Physical Review Letters, Hawking a démontré que les trous noirs possèdent un halo de « cheveux mous » (plus précisément, des excitations quantiques de basse énergie) susceptible de stocker cette information. Des recherches plus approfondies sur ce sujet pourraient permettre de mieux comprendre, voire de résoudre, le problème de l'information des trous noirs.
Existe-t-il une preuve de la théorie de Hawking ? Aucune confirmation observationnelle n'a encore été constatée dans le cosmos. Les trous noirs ont une durée de vie trop longue pour que l'on puisse observer leur fin de vie aujourd'hui.
***
Sources)
1. Hawking S 1974. Explosions de trous noirs ? Nature . 248. https://doi.org/10.1038/248030a0
2. Hawking S et al. 2016. Cheveux mous sur les trous noirs. Phys. Rev. Lett. 116. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.231301
***
