Les Astronomes Résolvent La Théorie Folle De Stephen Hawking
L’une des théories les plus controversées de Stephen Hawking a longtemps été un défi majeur pour les astronomes et les scientifiques de trouver des réponses. Maintenant, ils l’ont résolu.
Dans les années 1970, Hawking a suggéré que la matière noire, la substance invisible qui constitue la majeure partie de la matière dans l’univers, était probablement composée de trous noirs qui se sont formés dans les premiers jours du Big Bang.
Maintenant, trois astronomes ont développé une théorie qui explique non seulement l’existence de la matière noire, mais aussi l’émergence du plus grand trou noir de l’univers.
« Ce que je trouve personnellement très intéressant à propos de cette idée, c’est la façon dont elle rassemble élégamment deux questions très difficiles sur lesquelles je travaille, à savoir étudier la nature de la matière noire et la formation et la croissance des trous noirs et les résoudre en un seul mouvement », a déclaré Priyamvada Natarajan, astrophysicien à l’Université de Yale.
De plus, plusieurs nouveaux instruments, dont le télescope spatial James Webb récemment lancé, pourraient générer les données nécessaires pour évaluer enfin les célèbres idées de Hawking.
Il y avait un trou noir depuis le début.
Mardi, la matière noire représente plus de 80% de toute la matière de l’univers, mais n’interagit pas directement avec la lumière de quelque manière que ce soit. Il flotte simplement dans un grand, affectant la gravité à l’intérieur de la galaxie.
Il est probable que les trous noirs soient responsables de tout ce qui se passe dans l’univers. Malheureusement, dans l’univers moderne, les trous noirs ne se forment qu’après la mort d’étoiles massives, puis s’effondrent sous le poids de leur propre gravité. Donc, la création d’un trou noir devrait nécessiter beaucoup d’étoiles, pour faire de la matière normale.
Les scientifiques savent combien de matière est normale dans l’univers grâce aux calculs de l’univers primitif, où l’hydrogène et l’hélium se sont formés pour la première fois. Il n’y a pas assez de matière normale pour constituer toute la matière noire observée par les astronomes.
C’est là qu’intervient Hawking. En 1971, il a révélé que ce trou noir primordial ou primordial s’est formé après le Big Bang. Là, des poches de matière peuvent atteindre spontanément la densité nécessaire pour faire des trous noirs, inondant le cosmos avec eux bien avant que les premières étoiles ne scintillent. Hawking a suggéré que ce trou noir primordial pourrait être responsable de toute la matière noire.
Résultats de recherche basés sur la théorie de Hawking
Dans les dernières recherches, les astronomes Natarajan et Nico Cappelluti de l’Université de Miami et Günther Hasinger de l’Agence spatiale européenne (ESA) se sont penchés sur la théorie des trous noirs anciens, explorant comment ils expliquent la matière noire et résolvent éventuellement d’autres défis cosmologiques.
Pour réussir le test, un trou noir primordial doit se trouver dans une certaine plage de masse. Dans le nouveau travail, les astronomes supposent que les anciens trous noirs avaient une masse d’environ 1,4 fois la masse du Soleil.
Ils ont construit un modèle de l’univers qui a remplacé toute la matière noire par ce trou noir assez brillant, puis ils ont cherché des indices d’observation qui pourraient valider le modèle.
Les astronomes ont découvert que les anciens trous noirs auraient pu jouer un rôle majeur dans l’univers en ensemençant les premières étoiles, les premières galaxies et les premiers trous noirs supermassifs (SMBH).
Les observations suggèrent que les étoiles, les galaxies et le SMBH sont apparus très rapidement dans l’histoire cosmologique, peut-être trop rapidement pour être expliqués par les processus de formation et de croissance que nous observons dans l’univers aujourd’hui.
« Les trous noirs primordiaux, s’ils existaient, pourraient être les graines à partir desquelles tous les trous noirs supermassifs se sont formés, y compris ceux au centre de la Voie lactée », a déclaré Natarajan.
La théorie est simple et ne nécessite pas un nouvel ensemble de particules pour expliquer la matière noire.
« Notre étude montre que sans introduire de nouvelles particules ou une nouvelle physique, nous pouvons résoudre les mystères de la cosmologie moderne de la nature de la matière noire elle-même à l’origine des trous noirs supermassifs », a déclaré Cappelluti.
Jusqu’à présent, l’idée n’est qu’un modèle, mais elle peut déjà être testée. Le télescope spatial James Webb, lancé le jour de Noël après des années de retard, répondra aux questions sur les origines des étoiles et des galaxies.
La prochaine génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles, notamment l’antenne spatiale à interféromètre laser (LISA), est sur le point d’en révéler davantage sur les trous noirs, y compris les anciens trous noirs s’ils existent.