Les trous noirs pourraient avoir une vie après la mort plus étrange que prévu
Les trous noirs sont souvent considérés comme les objets ultimes à sens unique : la matière franchit l’horizon des événements et ne revient jamais. Cette image vient de la relativité générale, qui décrit les trous noirs comme des éléments classiquement permanents de l’espace-temps. Mais la physique quantique a depuis longtemps compliqué ce récit. Le rayonnement de Hawking implique que les trous noirs peuvent perdre lentement de la masse et finir par s’évaporer.
Une récente étude théorique évoquée par Universe Today pousse plus loin ce scénario quantique. Le travail examine la durée de vie minimale d’un trou noir à partir d’hypothèses qui restent semi-classiques loin de l’horizon des événements, tout en autorisant un comportement quantique plus complexe à proximité. Il en résulte une nouvelle borne inférieure pour la durée de vie d’un trou noir et l’idée qu’à la fin de leur existence, les trous noirs pourraient entrer dans une phase métastable se comportant de manière proche d’un trou blanc.
Pourquoi l’image originale de Hawking est incomplète
Le calcul initial de Stephen Hawking montrait que les trous noirs rayonnent et ne vivent donc pas éternellement. De manière très simplifiée, les effets quantiques permettent à des particules de s’échapper, ce qui fait perdre de la masse au trou noir. Les trous noirs plus petits rayonnent plus vite, si bien que le processus d’évaporation s’accélère avec le temps.
Mais le résultat de Hawking est semi-classique. Il suppose que la correction quantique reste suffisamment faible pour que l’espace-temps classique fournisse encore le décor dominant. Cette hypothèse devient plus discutable lorsque la masse du trou noir devient très faible. Pour les trous noirs astrophysiques ordinaires, cela ne pose guère de problème pratique, car leur durée de vie est incroyablement longue. En revanche, pour les trous noirs primordiaux, la question devient plus importante, car leurs masses pourraient être bien plus faibles et leur durée de vie compte pour des questions plus larges en cosmologie.
