LES TROUS COSMIQUES - Astrophysique

Publié le par Galaxien

Les trous cosmiques, est un documentaire scientifique (0h42) de la série L'Univers et ses Mystères, qui aborde trois théories actuelles de l'Univers, les trous noirs, les trous blancs, et les trous de ver, fameux passages théoriques entre deux régions de l'espace.

 

En relativité générale, une singularité gravitationnelle est une région de l'espace-temps au voisinage de laquelle certaines quantités décrivant le champ gravitationnel deviennent infinies. La description de telles régions n'est pas possible dans le cadre de la relativité générale, ce qui n'empêche pas cette dernière d'être en mesure de prédire que de telles configurations peuvent se former dans l'Univers. Par exemple, la formation d'un trou noir va de paire avec l'apparition d'une singularité gravitationnelle en son sein. L'Univers observable est issu d'une phase dense et chaude, le Big Bang, qui pourrait elle aussi être issue d'une singularité gravitationnelle.
À. Einstein et Rosen découvraient en 1935 à partir des équations de la relativité générale, que les singularités de l'espace-temps formaient en réalité des puits gravitationnels de densité et de courbure d'espace-temps infinis. Cette image fut reprise plus tard pour illustrer la géométrie des trous noirs. Les trous de ver et blancs font parties de cette famille.

En astrophysique, un trou noir est un corps dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper, à l’exception notable de la radiation de Hawking. De tels objets n’émettent donc pas de lumière et sont alors perçus comme étant noirs.
Les trous noirs sont décrits par la théorie de la relativité générale. Ils ne sont pas directement observables, mais plusieurs techniques d’observation indirecte dans différentes longueurs d’ondes ont été mises au point et permettent d’étudier les phénomènes qu’ils induisent sur leur environnement. En particulier, la matière qui est happée par un trou noir est chauffée à des températures considérables avant d’être engloutie et émet de ce fait une quantité importante de rayons X. Ainsi, même si un trou noir n’émet pas lui-même de rayonnement, il peut néanmoins être détectable par son action sur son environnement.
L’existence des trous noirs est une certitude pour la quasi-totalité de la communauté scientifique concernée, astrophysiciens et physiciens théoriciens.

Un trou blanc, aussi appelé fontaine blanche, est un objet théorique susceptible d'exister au sens où il peut être décrit par les lois de la relativité générale, mais dont l'existence dans l'Univers est considérée comme hautement spéculative.
Il est décrit par certaines solutions mathématiques de type trou noir dans lequel des géodésiques sont issues d'une singularité gravitationnelle ou d'un horizon. Ils forment ainsi le symétrique par rapport au temps d'un trou noir, puisque dans un cas rien ne peut s'échapper d'un trou noir, et dans l'autre rien ne peut pénétrer dans une fontaine blanche. Techniquement, cela s'exprime par le fait que la singularité gravitationnelle qui existe au sein de ces objets est dans le futur de l'horizon qui l'enveloppe, le trou noir, ou dans son passé, le trou blanc.

Le concept d’un trou de ver consiste à créer un tunnel entre la singularité du trou noir et celle du trou blanc. Un trou blanc ou fontaine blanche, est la symétrie d’un trou noir. Au lieu d’aspirer toute matière, le trou blanc l’expulse. Il crée une courbure de l’espace-temps et se trouve à un point différent de l’Univers de notre trou noir.
À noter que le trou de ver est un concept purement théorique, car l'existence ou la formation physique d'un tel objet dans l'Univers est, à l'instar des trous blancs, considérée comme trop théorique.
Totalement différent d’une singularité, un trou de ver est nu, il demeure visible aux yeux de tous et plus extraordinaire encore, il permet de voyager dans le temps en fonction du sens que l’on prend. Ce qui explique son attrait, tout théorique cependant, car il faudra encore longtemps aux physiciens pour passer au stade expérimental, et tel que l'utilise la science-fiction.

 

- Voir aussi :

TROUS NOIRS : Les clefs de l'Univers

PULSARS ET QUASARS

QU'EST-CE QUE L'UNIVERS ? - La Fabuleuse Histoire de la Science

LE VOYAGE DANS LE TEMPS ET LA SCIENCE

SCIENCE FICTION, FAIT SCIENTIFIQUE

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