Un trou noir peut-il être détruit ? - Fabio Pacucci

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Les trous noirs font partie des objets les plus dévastateurs de l'univers. Tout ce qui s'en approche d'un peu trop près, que ce soit un astéroïde, une planète ou une étoile risque d'être détruit par son champ gravitationnel. Selon certaines hypothèses, l'univers pourrait être un jour constitué entièrement de trous noirs. Mais existe-t-il un moyen de les détruire ? Fabio Pacucci se penche sur cette eventualité.

Leçon de Fabio Pacucci, réalisée par Provincia Studio.

Les trous noirs font partie des objets
les plus dévastateurs de l'univers.

Tout ce qui s'approche un peu trop
de leur singularité gravitationnelle,

que ce soit un astéroïde,
une planète ou une étoile,

risque d'être détruit par
son champ gravitationnel intense.

Et si l'objet finit par franchir
l'horizon des événements du trou noir,

il disparaît pour ne plus
jamais refaire surface,

augmentant ainsi sa masse et
agrandissant son rayon.

Il n'y a rien qu'on puisse
jeter dans un trou noir

qui pourrait lui causer
le moindre dommage.

Même un autre trou noir
ne le détruirait pas :

ils fusionneraient en un trou noir
encore plus grand,

et libéreront un peu d'énergie sous forme
d'ondes gravitationnelles.

Selon certaines hypothèses,

il est possible que l'univers sera composé

entièrement de trous noirs

dans un futur très lointain.

Et pourtant il y aurait un moyen
de les détruire ou les « faire évaporer ».

Si cette théorie est juste,

nous devons juste attendre.

En 1974,

Stephen Hawking a émis l'hypothèse

qu'un trou noir pourrait être poussé
à perdre de la masse petit à petit.

Ce processus, appelé
le rayonnement de Hawking,

se base sur un phénomène bien connu :
la fluctuation quantique du vide.

Selon la mécanique quantique,

un point donné dans l'espace-temps

fluctue entre plusieurs
niveaux d'énergie possibles.

Ces fluctuations sont générées par
la création et la destruction continue

de paires virtuelles de particules,

composées d'une particule et
d'une antiparticule de charge opposée.

D'habitude, elles se heurtent et
se détruisent juste après leur apparition,

conservant ainsi l'énergie totale.

Mais qu'arrive-t-il si elles se forment
au bord de l'horizon d'un trou noir ?

Si elles sont bien placées,

une des particules pourrait échapper
à la force d'attraction du trou noir

alors que l'autre tomberait dedans.

Cela détruirait une autre
particule de charge opposée

à l'intérieur de l'horizon des événements,

diminuant ainsi la masse du trou noir.

Pour un observateur extérieur,

le trou noir aurait simplement
émis la particule qui s'est échappée.

Ainsi, à moins qu'un trou noir absorbe
toujours plus de matière et d'énergie,

il s'évaporera particule par particule,
terriblement lentement.

C'est-à-dire ?

La thermodynamique des trous noirs,
une branche de la physique, nous répond.

L'énergie libérée par des corps célestes
et des objets du quotidien

nous parvient sous forme de chaleur,

et nous pouvons utiliser cette énergie
pour mesurer leur température.

Selon la thermodynamique des trous noirs,

il est possible de mesurer
la « température » d'un trou noir :

plus il est grand,

plus sa température sera basse.

Les plus grands trous noirs de l'univers

approcheraient une température
de l'ordre de 10 puissance -17 Kelvin,

très proche du zéro absolu.

Un trou noir ayant la même
masse que l'astéroïde Vasta

aurait une température proche
de 200 degrés Celsius,

libérant ainsi beaucoup d'énergie
sous la forme du rayonnement de Hawking

dans l'environnement extérieur froid.

Plus un trou noir est petit,

plus il semble brûler intensément :

il se consumera donc plus rapidement.

En combien de temps ?

Eh bien, pas de sitôt.

Tout d'abord, la plupart des trous noirs
accrètent ou absorbent de la matière

plus vite qu'ils n'émettent
le rayonnement de Hawking.

Mais même si un trou noir ayant la
masse du Soleil cessait de croître,

Il faudrait 10 puissance 67 années,

soit bien plus de temps
que l'âge actuel de l'Univers-

pour qu'il s'évapore complétement.

Quand un trou noir atteint
230 tonnes métriques,

il lui reste une seconde à vivre.

Pendant cette dernière seconde,

son horizon se rétrécit de plus en plus,

jusqu'à relâcher toute
son énergie dans l'univers.

Bien que le rayonnement de Hawking
n'ait jamais été observé,

des scientifiques croient que certains
rayons gamma détectés dans le ciel

témoigneraient des derniers instants

de petits trous noirs primordiaux
formés lors du Big Bang.

Peut-être que dans un futur
lointain et inconcevable

l'univers pourrait devenir
un endroit lugubre et froid.

Si Stephen Hawking avait raison,

avant que cela se produise,

ces trous noirs aussi
effrayants qu'impénétrables

finiront leur existence
dans un dernier éclat de gloire.