L'existence des trous blancs, structures cosmiques géantes qui repoussent tous les objets qui s'approchent, est encore controversée et est considérée comme un « fantôme » né des mathématiques de la relativité générale.
Le télescope Event Horizon a photographié le trou noir supermassif au centre de la galaxie M87. Photo : Collaboration EHT
Les trous noirs sont des régions d’effondrement gravitationnel complet, où la gravité écrase toutes les autres forces de l’univers et comprime une masse de matière jusqu’à un point infiniment petit appelé singularité. Autour de la singularité se trouve l'horizon des événements, qui n'est pas une limite physique solide mais simplement une frontière autour de la singularité, où la gravité est si forte que rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper.
Lorsqu'une étoile massive meurt, son énorme poids appuie sur son noyau, ce qui entraîne la formation d'un trou noir. Toute matière ou rayonnement qui s'approche trop près du trou noir est capturé par sa puissante gravité et attiré sous l'horizon des événements, entraînant sa destruction.
Les experts comprennent comment les trous noirs se forment et comment ils interagissent avec leur environnement grâce à la théorie de la relativité générale d'Einstein. La relativité générale ne se soucie pas de l’écoulement du temps. Les équations sont symétriques dans le temps, ce qui signifie qu'elles fonctionnent mathématiquement bien, que l'on avance ou que l'on recule dans le temps.
Si nous filmons la formation d’un trou noir et que nous la visionnons ensuite, nous verrons un objet émettant des radiations et des particules. Finalement, il explosera, laissant derrière lui une étoile géante. C’est le trou blanc, et selon la relativité générale, ce scénario est tout à fait possible.
Les trous blancs sont des structures cosmiques théoriques qui fonctionnent de manière opposée aux trous noirs. Photo : Future/Adam Smith
Les trous blancs sont encore plus étranges que les trous noirs. Ils auront toujours une singularité au centre et un horizon d’événements sur le bord extérieur. Ce sont toujours des objets massifs, avec une forte attraction gravitationnelle. Mais toute matière s’approchant du trou blanc serait instantanément éjectée à une vitesse supérieure à celle de la lumière, ce qui ferait briller le trou blanc de mille feux. Tout ce qui se trouve à l’extérieur du trou blanc ne pourrait pas y entrer, car il faudrait voyager plus vite que la lumière pour dépasser l’horizon des événements.
Cependant, l’existence des trous blancs reste controversée car la relativité générale n’est pas la seule théorie de l’univers. Il existe d’autres branches de la physique qui expliquent le fonctionnement de l’univers, comme les théories de l’électromagnétisme et de la thermodynamique.
En thermodynamique, il existe le concept d’entropie, qui est simplement une mesure du désordre dans un système. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l’entropie des systèmes fermés ne peut pas diminuer.
Par exemple, si vous jetez un piano dans un broyeur à bois, le résultat sera un tas de morceaux. Le chaos dans le système augmente, satisfaisant la deuxième loi de la thermodynamique. Mais si vous jetez des morceaux au hasard dans ce même broyeur à bois, le résultat ne sera pas un piano complet, car cela réduirait le chaos. Par conséquent, il n’est pas possible de simplement rembobiner le processus de formation des trous noirs pour obtenir des trous blancs, car cela réduit l’entropie et les étoiles ne peuvent pas se former à partir d’une explosion violente.
Ainsi, la seule façon pour que des trous blancs se forment est qu’un processus étrange se soit produit dans l’univers primitif, évitant ainsi le problème de la diminution de l’entropie. Ils existaient tout simplement depuis le début de l’univers.
Cependant, le trou blanc resterait très instable. Ils attirent la matière vers eux, mais rien ne peut traverser l’horizon des événements. Tout, même un photon (particule de lumière), serait détruit dès qu’il s’approcherait du trou blanc. La particule serait incapable de traverser l’horizon des événements, ce qui provoquerait une montée en flèche de l’énergie du système. Finalement, la particule possède tellement d’énergie qu’elle provoque l’effondrement du trou blanc en trou noir, mettant fin à son existence. Aussi intéressant que cela puisse paraître, les trous blancs ne semblent pas être de véritables structures cosmiques, mais plutôt des « fantômes » nés des mathématiques de la relativité générale.
Thu Thao (Selon l'espace )
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