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Théorie: des Univers entiers à l'intérieur des trous noirs ?

 
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MessagePosté le: 03/11/2007 15:36:06    Sujet du message: Théorie: des Univers entiers à l'intérieur des trous noirs ? Répondre en citant

Théorie: des Univers entiers à l'intérieur des trous noirs ?
Selon une nouvelle étude, lorsque la matière est avalée par un trou noir, il se pourrait qu'elle tombe dans un autre univers contenu à l'intérieur, ou qu'elle se retrouve piégée dans une connexion, similaire à un trou de ver, vers un autre trou noir.



Des Univers entiers se cacheraient-ils au sein des trous noirs ?

Ce qui se trouve à l'intérieur d'un trou noir reste l'un des plus grands mystères de la physique. La relativité générale, théorie qui prévoit l'existence des trous noirs, indique que toute la matière s'y concentre en un point central de densité infinie que l'on appelle une singularité. Mais alors, "mathématiquement, plus rien n'a de sens", remarque Christian Böhmer de l'université de Londres, "et nous aimerions bien supprimer cette singularité."

De nombreux chercheurs pensent qu'une théorie unifiant les effets quantiques et gravitationnels résoudra le problème, la théorie des cordes étant la plus populaire de ces solutions de rechange. Mais Böhmer et son collègue Kevin Vandersloot de l'université de Portsmouth sont plus favorables à une approche rivale appelée la gravitation quantique à boucles, qui définit l'espace-temps comme un réseau de liens abstraits qui connectent de minuscules morceaux primitifs d'espace. Dans cette théorie, l'espace-temps n'est plus un continuum, comme en relativité générale, mais possède une structure discrète.

Cette théorie a déjà été utilisée pour aborder le problème de la singularité à l'origine de notre univers. Elle suggère qu'au lieu du Big Bang, un premier univers pourrait s'être effondré pour ensuite "rebondir" dans une nouvelle expansion, un "Big bounce" (rebond).


Des solutions plutôt étranges

Une situation "répulsive" similaire était déjà apparue quand cette théorie avait été précédemment appliquée à l'intérieur d'un trou noir particulier. Ces études suggéraient l'existence d'une frontière répulsive empêchant la matière de s'agglomérer dans la singularité. Mais Böhmer et Vandersloot ont voulu constater les effets de cette théorie appliquée aux trous noirs en général. Comme les équations ne pouvaient pas être résolues exactement pour chaque trou noir, les chercheurs ont utilisé des simulations numériques.

"Nous avons été très étonnés des résultats," indique Böhmer. Au lieu d'une frontière autour de la singularité, deux autres types de solutions sont apparus, assez surprenants, qui se substituaient à la singularité.


Un Univers infini ou un pseudo trou de ver

Un des ensembles de réponses ressemblait à ce que l'on appelle un "univers de Nariai", modèle mathématique autorisé par la relativité générale dans lequel l'univers n'est en expansion que dans une seule dimension de l'espace. (Notre propre univers observable apparaît, lui, comme un espace dit de "de Sitter", car il s'étend dans chacune des trois dimensions, de sorte que les galaxies lointaines s'éloignent de nous, peu importe l'endroit que nous regardons dans le ciel).

"L'intérieur du trou noir serait un univers en lui-même," note Böhmer. La matière ne tomberait pas dans une singularité, mais se déplacerait pour toujours dans cet univers de Nariai, qui serait d'une taille infinie bien que contenu à l'intérieur d'un trou noir de taille finie.

L'autre ensemble de solutions découvert par les chercheurs est une connexion, une sorte de tunnel entre la bouche de deux trous noirs. Ce tunnel rappelle un trou de ver, raccourci hypothétique de l'espace-temps connectant deux points éloignés de l'univers. Selon les chercheurs, le destin de la matière à l'intérieur n'est pas très clair, mais il se pourrait qu'elle effectue un va-et-vient éternel entre les deux extrémités du trou noir.


Une instabilité intrinsèque

Selon Carlo Rovelli, du Centre de physique théorique de Marseille, cette nouvelle étude est "un pas en avant significatif". "L'idée d'appliquer la gravitation quantique à boucles pour résoudre la singularité au centre d'un trou noir n'est pas nouvelle, mais elle est désormais plus mature, et on peut effectivement commencer à imaginer concrètement par le calcul, le comportement réel de l'espace-temps quantique au centre d'un trou noir".

Selon d'autres physiciens, ces nouveaux travaux pourraient ne pas véritablement éliminer le problème des singularités dans les trous noirs. Pour eux, un univers de Nariai est intrinsèquement instable, et finalement soit s'effondrerait, soit deviendrait un univers de de Sitter qui lui-même hébergerait des trous noirs.

Et s'il en est ainsi, alors les trous noirs pourraient contenir leurs propres univers, ces univers contiendraient probablement leurs propres trous noirs, qui pourraient contenir leurs propres univers... dans une boucle infinie.

Source: New Scientist Space
Illustrations: NASA

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MessagePosté le: 03/11/2007 15:36:06    Sujet du message: Publicité

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MessagePosté le: 03/11/2007 15:38:31    Sujet du message: Un phare à rayons gamma aux confins de l'Univers Répondre en citant

Un phare à rayons gamma aux confins de l'Univers
Un mystérieux fanal brille dans les profondeurs de la nuit de l'univers. La source de rayonnement gamma connue sous le nom de IGR J22517+2218 a été découverte cette année par le satellite Integral, mais sa nature restait inconnue.

La situation n'est pas inhabituelle car environ 30% des sources découvertes par l'observatoire spatial de l'ESA restent non identifiées. Mais le satellite Swift a détecté l'objet dans les rayons X, et évalué sa position avec beaucoup plus de précision. IGR J22517+2218 a été identifiée comme étant la galaxie active déjà connue MG3 J225155+2217. Cette galaxie est si lointaine que c'est l'objet céleste le plus lointain enregistré à ce jour par Integral.



Vue d'artiste d'un blazar

Les observations d'Integral montrent que la galaxie est une galaxie active d'un genre spécial, connue sous le nom de blazar. Ce sont les plus énergétiques des galaxies actives. Cependant, les données d'Integral révèlent quelques singularités.

Généralement, Les blazars possèdent deux pics principaux d'émission. Dans les objets semblables à IGR J22517+2218, un pic se produit dans les longueurs d'onde infrarouge et est produit par le rayonnement dégagé par des électrons se développant en spirales autour des lignes de champ magnétique. L'autre pic se produit aux longueurs d'onde des rayons gamma à grande énergie et est généré par ces mêmes électrons heurtant des photons de lumière.

Dans le cas d'IGR J22517+2218, l'objet ne semble posséder qu'un pic unique et celui-ci ne se produit dans aucune des gammes de longueurs d'onde habituelles mais plutôt dans une bande de rayons gamma de faible énergie: soit le pic infrarouge est monté en énergie, soit le pic de rayons gamma de grande énergie a diminué.

Les chercheurs vont continuer à observer l'objet dans toutes les longueurs d'onde afin d'essayer d'en obtenir la meilleure représentation possible. Ils espèrent ainsi déterminer de quelle manière le trou noir super massif qui réside en son coeur engloutit son environnement.

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MessagePosté le: 03/11/2007 15:39:33    Sujet du message: Un trou noir stellaire massif dans une galaxie proche Répondre en citant

Un trou noir stellaire massif dans une galaxie proche
Des astronomes ont découvert un trou noir stellaire exceptionnellement massif gravitant autour d'une énorme étoile compagnon dans la galaxie M33 (voir notre news), voisine de 3 millions d'années-lumière de la Voie Lactée.



Vue composite (Chandra et Hubble) du système M33 X-7

L'étoile compagnon géante est environ 70 fois plus massive que le Soleil et les deux objets gravitent l'un autour de l'autre en trois jours et demi. En combinant des données de l'observatoire spatial à rayons X Chandra et du télescope Gemini, à Hawaii, la masse du trou noir, connu sous le nom de M33 X-7, a été estimée à 15,7 fois celle du Soleil. Ceci fait de M33 X-7 le trou noir stellaire (trou noir dû à l'effondrement d'une étoile) le plus massif connu. Il existe bien entendu des trous noirs bien plus massifs au centre des galaxies, mais celui-ci est le tenant du titre pour ce type de trou noir.

Les propriétés du système binaire M33 X-7, un trou noir en orbite proche autour d'une étoile massive, sont difficilement explicables suivant les modèles standard d'évolution des étoiles massives. L'étoile à l'origine du trou noir devait avoir une masse plus grande que celle de son étoile compagnon pour s'être effondrée avant elle et son rayon devait dépasser la distance séparant actuellement l'étoile restante et le trou noir. Le système double devait être extrêmement resserré au point de partager la même atmosphère externe. Ce phénomène résultant normalement en une perte énorme de matière par le système, l'étoile parente du trou noir n'aurait pas dû pouvoir générer un trou noir de près de 16 fois la masse du Soleil.



Vue d'artiste du système M33 X-7
La matière de la gigantesque étoile bleue compagnon est attirée vers le trou noir.
Cette matière forme un disque (orange) autour du trou noir,
alimenté par les vents stellaires éjectés par l'étoile. Ces vents sont perturbés par le trou noir,
et provoquent des turbulences et des vagues au delà du disque.
Cliquer sur l'image pour l'agrandir


Source: Chandra News
Illustrations: Rayons X: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.; Visible: NASA/STScI/SDSU/J.Orosz et al.; Artiste: NASA/CXC/M.Weiss

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MessagePosté le: 23/08/2017 10:05:50    Sujet du message: Théorie: des Univers entiers à l'intérieur des trous noirs ?

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