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Une théorie de Stephen Hawking pourrait être confirmée par ce nouveau trou noir artificiel

Publié le

par Thibault Prévost

***SUNDAY CALENDAR SNEAKS STORY FOR NOVEMBER 2, 2014. DO NOT USE PRIOR TO PUBLICATION********* From the movie INTERSTELLAR, from Paramount Pictures and Warner Brothers Entertainment.

FROM CHRISTOPHER NOLAN.

The look of our black hole was based on real science; equations given to our visual effects team by Kip Thorne, our executive producer, that define exactly how the black hole’s gravity would warp space-time and bend light to create the otherworldly image. Their collaboration yielded great imagery and actually furthered the science of black hole research.

Seul dans son laboratoire, un physicien israélien a passé sept ans à construire un trou noir artificiel. Celui-ci émet des radiations, comme prévu par Stephen Hawking.

Ce n'est pas une raison pour s'en approcher de trop près non plus.

Les trous noirs ne sont pas réellement noirs : voilà la théorie que proposait l'astrophysicien Stephen Hawking, en 1974, qui arguait que ces puits gravitationnels, en perdant progressivement de l'énergie, émettent un rayonnement de plus en plus fort jusqu'à ce qu'ils disparaissent en se rétractant sur eux-mêmes. Une théorie hardie, qui prend sa source dans la physique quantique et déstabilise l'astrophysique depuis presque un demi-siècle. D'autant que les trous noirs sont, par essence, impossibles à observer, puisque la lumière n'en ressort pas. Leur rayonnement est, en théorie, si faible qu'il est indétectable avec nos outils actuels.

Pourtant, depuis sept ans, le solitaire physicien israélien Jeff Steinhauer travaille à la mise au point d'un trou noir artificiel en laboratoire. Le 15 août, son expérience a livré ses premiers résultats, publiés dans Nature Physics et relayés par Le Courrier International. Comme prévu, son trou noir in vitro émet des radiations, ce qui pourrait être la première observation directe du rayonnement de Hawking.

Un trou noir muet

Contrairement à un authentique trou noir, dont le champ gravitationnel est si intense qu'aucune particule ne peut en sortir une fois aspirée à l'intérieur, le "trou noir" de Jeff Steinhauer est un modèle acoustique, dans lequel la lumière est remplacée par le son. Armé de lasers, de miroirs, d'aimants et de lentilles, le scientifique a refroidi des atomes au point que plusieurs d'entre eux se comportent comme une seule particule — un état quantique appelé condensat de Bose-Einstein. Une fois l'état des particules stabilisé, le chercheur s'est mis à observer le comportement des particules sur les "bords" de son trou noir, le point de non-retour de l'espace-temps, au-delà duquel rien ne ressort plus.

Comme le soupçonnait Stephen Hawking, des phonons — les "particules du son" — se sont mis à apparaître par paires à cheval sur l'horizon du trou noir, une moitié "tombant" dedans et l'autre s'en éloignant simultanément, créant la radiation de Hawking. Des résultats suffisants pour impressionner la communauté scientifique... qui n'en oublie pas pour autant de garder son scepticisme et de douter de l'exactitude du modèle de Jeff Steinhauer. Pour le chercheur israélien, en revanche, aucun doute : "La preuve de l'existence de la radiation de Hawking nous mène un pas plus loin dans notre découverte sans fin des lois de l'univers". Au passage, la découverte pourrait valoir à Stephen Hawking son premier Nobel.

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