Par définition, un trou noir est une zone de l’espace-temps causalement déconnectée du reste de l’Univers. Pour être précis, il y a un horizon des événements entourant cette zone, laissant entrer dans celle-ci tout ce qui se présente mais interdisant ensuite à la matière et même à la lumière d’en sortir. Contrairement à ce que l’on croit souvent, ce n’est pas la présence d’une singularité où l’espace-temps s’anéantit qui définit un trou noir.

Les rayons lumineux possèdent une fréquence et une longueur d’onde, ils sont donc des règles et des horloges naturelles. Tout comme le comportement d’un fluide chargé définit l’état et la dynamique d’un champ électromagnétique en permettant de définir l’intensité d’un champ de forces électromagnétiques en un point de l’espace-temps et de visualiser avec les lignes de courants de ce fluide la dynamique du champ électromagnétique, de même, la dynamique et les propriétés des rayons de lumières sont les « traceurs » des propriétés et de la dynamique de l’espace-temps.

L’horizon des événements est alors défini par un ensemble de rayons lumineux générant la limite de cette zone d’où rien de ce qui entre ne peut sortir. La dynamique de la formation d’un trou noir et de sa réaction à des perturbations, sous l’effet de forces de marée extérieures ou lorsqu’un corps céleste y plonge par exemple, est alors équivalent à des théorèmes d’optique et de mécanique des fluides, mais ici pour les rayons de lumière générant l'horizon. En traitant leurs comportements à l’aide des outils de la topologie et de la géométrie différentielle, Hawking était parvenu à démontrer son fameux théorème de l’aire des trous noirs.

En couplant un trou noir avec un champ quantique de matière, tout comme l’atome de Bohr était couplé à un champ électromagnétique, Hawking a alors entrepris d’enterrer une fois pour toute la théorie de Bekenstein.

En fait, il s’interrogeait depuis quelques temps sur la production de mini-trous noirs dans l’Univers primordial. Dans les premiers instants de l'Univers la densité et la turbulence du plasma de particules étaient telles que des trous noirs de masses bien inférieures à celle d’une étoile pouvaient s’être formés et donner lieu à des reliques pouvant se comporter comme des atomes avec, au lieu d’un noyau, un mini-trou noir primordial chargé.

Il avait discuté de cela avec Zeldovitch et Starobinski à Moscou, et avait bénéficié de leurs lumières sur la théorie quantique des champs en espace-temps courbe. Notamment les applications au phénomène de super-radiance des trous noir de Kerr en rotation, impliquant la création de particules au dépend de cette énergie de rotation.

La suite fait maintenant partie de l’histoire.

Hawking s’aperçu que ses calculs le conduisaient inévitablement à la conclusion qu’il voulait éviter : Bekenstein avait raison et la combinaison de la mécanique quantique avec les lois de la relativité générale se trouvait en harmonie complète avec la thermodynamique. Les trous noirs ne l’étaient pas complètement, ils émettaient un flux de particule aujourd’hui universellement connu sous le nom de rayonnement Hawking et le spectre de ce rayonnement était précisément celui de Planck.

Un résultat prodigieux montrant la cohérence incroyable des lois de la physique et confirmant une fois de plus la puissance des raisonnements thermodynamiques. Comme l’a fait remarquer Paul Davies, si l’on prend deux quelconques des trois théories précédentes on aboutit à des contradictions qui ne peuvent être levées qu’en introduisant la troisième théorie.

Entrer dans les détails de la théorie du rayonnement Hawking nous entraînerait trop loin mais basiquement, l’idée pour comprendre son origine est la suivante :

Le vide est perpétuellement agité par la création et la destruction de paires de particules, comme des électrons et des positrons, des quarks et des anti-quarks et même des photons qui sont leurs propres anti-particules. A l’aide de l’inégalité de Heisenberg temps-énergie, il est possible de violer la loi de la conservation de l’énergie pendant un temps inversement proportionnel à l’amplitude de cette violation.

Au voisinage d’un trou noir, les forces de marée, qui sont de plus en plus fortes avec la diminution de la taille d’un trou noir, sont susceptibles de séparer les paires de particules. Le travail de forces produit par cette séparation fournit précisément l’énergie nécessaire pour créer les particules sans violer la conservation de l’énergie, mais au dépend de la masse du trou noir.

REVUE DE PRESSE
2010

SCIENCES - C'est l'astrophysicien britannique Stephen Hawking qui l'assure...

Les Hommes doivent se trouver une nouvelle planète, et vite – enfin à l’échelle de l’espèce humaine – dans les 200 ans qui viennent, sous risque de disparaître. La prédiction est signée Stephen Hawking, l’astrophysicien britannique. «Je pense que l'avenir à long terme de la race humaine se trouve dans l'espace. Il sera déjà difficile d'éviter une catastrophe sur la planète Terre dans les 100 prochaines années, sans parler du prochain millier ou million d'années», a-t-il déclaré au site internet Big think.

«La race humaine ne devrait pas mettre tous ses oeufs dans le même panier, ou sur la même planète», a-t-il ajouté. «J'entrevois de grands dangers pour la race humaine. A de nombreuses reprises par le passé, sa survie a été dans une situation délicate», a-t-il ajouté, évoquant notamment la crise des missiles à Cuba en 1963. «La fréquence de telles menaces va probablement augmenter à l'avenir. Nous aurons besoin de faire preuve de prudence et de jugement pour les gérer avec succès. Mais je suis optimiste», a poursuivi le scientifique.
«Assurer notre survie»

Selon lui, «si nous pouvons éviter une catastrophe au cours des deux prochains siècles, notre espèce devrait être sauve si nous nous déployons dans l'espace». Et Stephen Hawking d’enfoncer le clou: «Si nous sommes les seuls êtres intelligents de la galaxie, nous devons assurer notre survie», a plaidé le scientifique, estimant que l'augmentation de la population mondiale et les ressources limitées de la Terre vont menacer de plus en plus l'espèce humaine.

Stephen Hawking 68 ans, mondialement connu pour ses travaux sur l'univers et la gravité, est l'auteur d'«Une brève histoire du temps», l'un des plus grands succès de littérature scientifique. Il avait déjà fait parler de lui en avril dernier: il avait averti que si les extraterrestres existaient, les hommes devraient éviter tout contact avec eux en raison des conséquences qui pourraient être dévastatrices.

M.P. avec AFP




REVUE DE PRESSE
2010



Stephen Hawking ne veut pas que nous contactions les extraterrestres
Publié le 27 avril 2010.


Stephen Hawking, brillant scientifique, a un message simple pour l’humanité quand elle veut contacter les extraterrestres: fermez-la.

Non, vraiment.

La vision pessimiste est présente tout au long de son nouveau documentaire, dans lequel il nous met en garde sur le fait que nous serions les Indiens d’Amérique face aux aliens-Christophe Colomb.

Désagréable ! Mais réaliste, dans l’esprit mathématique de Hawking, en particulier si on regarde le documentaire quand on imagine à quoi un extraterrestre pourrait ressembler et comment il pourrait se comporter.

« Nous n’avons qu’à nous regarder pour voir comment une vie intelligente peut se transformer en quelque chose que nous ne voudrions pas rencontrer. J’imagine qu’ils doivent exister dans des vaisseaux imposants, après avoir épuisé toutes les ressources de leur planète-mère. Certains aliens avancés pourraient peut-être devenir nomades, voulant conquérir et coloniser la première planète sur laquelle ils pourront s’installer. » Il en conclut que d’essayer d’entrer en contact avec les extraterrestres est « un peu trop risqué ». Il a dit : « Si les aliens nous rendent visite un jour, je pense que l’issue serait semblable à celle de l’arrivée de Christophe Colomb en Amérique, qui ne tourna pas très bien pour les Indiens d’Amérique. »

Heureusement, c’est le pire scénario, parce que, pour Hawking, la plus grande part de la vie serait microbienne ou sinon très simple -similaire à celle qui a dominé la terre durant sa première vie, il y a des centaines et des centaines de millions d’années. Tout ira bien, je suppose, aussi longtemps que la version de la microbiologie des profondeurs de l’espace n’a pas accès à un rayon de la mort. [Times Online via Boing Boing]

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