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Les échos des signaux des ondes gravitationnelles suggèrent que l’horizon des événements d’un trou noir pourrait être plus compliqué que ce que les scientifiques pensent actuellement.

Des échos des signaux des ondes gravitationnelles

Des recherches menées à l’Université de Waterloo font état de la première tentative de détection de ces échos, causés par un « flou » quantique microscopique qui entoure les trous noirs nouvellement formés. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans le tissu de l’espace-temps, causées par la collision d’objets massifs et compacts dans l’espace, tels que les trous noirs ou les étoiles à neutrons.
« Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, rien ne peut échapper à la gravité d’un trou noir une fois qu’il a dépassé un point de non-retour, cela est connu sous le nom d’horizon des événements« , a expliqué Niayesh Afshordi, professeur de physique et d’astronomie à Waterloo.
« C’est ce que les scientifiques ont compris pendant longtemps, jusqu’à ce que Stephen Hawking utilise la mécanique quantique pour prédire que les particules quantiques s’échapperont lentement des trous noirs, ce que nous appelons aujourd’hui le rayonnement de Hawking.
« Les scientifiques ont été incapables de déterminer expérimentalement si de la matière s’échappait des trous noirs jusqu’à la détection très récente des ondes gravitationnelles », a déclaré M. Afshordi. « Si le flou quantique responsable des rayonnements de Hawking existe bien autour des trous noirs, les ondes gravitationnelles pourraient rebondir dessus, ce qui créerait des signaux d’ondes gravitationnelles plus petits après l’événement principal de la collision gravitationnelle, ce qui est similaire à des échos répétés ».

Une preuve expérimentale que les trous noirs peuvent être radicalement différents

Afshordi et son coauteur Jahed Abedi, du Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik en Allemagne, ont rapporté les premiers résultats provisoires de ces échos répétitifs, fournissant la preuve expérimentale que les trous noirs peuvent être radicalement différents de ce que prévoit la théorie de la relativité d’Einstein, et qu’ils n’ont pas d’horizon d’événements.
Ils ont utilisé les données sur les ondes gravitationnelles de la première observation d’une collision d’étoiles à neutrons, enregistrées par les détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo.
Les échos observés par Afshordi et Abedi correspondent aux échos prédits par les modèles de trous noirs qui tiennent compte des effets de la mécanique quantique et du rayonnement de Hawking. « Nos résultats sont encore provisoires car il y a une très faible probabilité que ce que nous voyons soit dû à un bruit aléatoire dans les détecteurs, mais cette probabilité diminue à mesure que nous trouvons d’autres exemples », a déclaré M. Afshordi.

Confirmer cette découverte

« Maintenant que les scientifiques savent ce que nous cherchons, nous pouvons chercher plus d’exemples et avoir une confirmation beaucoup plus solide de ces signaux. Une telle confirmation serait la première sonde directe de la structure quantique de l’espace-temps ».
Cette recherche a été publiée dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Source : University of Waterloo
Crédit photo : Pixabay

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