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Trous noirs : une étude française résout un problème vieux de 60 ans

Depuis 60 ans, le monde de la science tente de prouver que tous les trous noirs sont stables. Une équipe française vient d’y arriver.

Les trous noirs sont-ils stables ? Si cette question peut paraître anodine, elle est en réalité cruciale pour l’équilibre de l’Univers (rien que ça). Supposés par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale, les trous noirs sont aujourd’hui bien réels. Mais des questions subsistent toujours autour de ces astres obscurs.

Les trous noirs de Kerr, une variété découverte par le mathématicien éponyme en 1963, font partie des plus intéressants à étudier. Contrairement aux trous noirs « classiques » dits de Schwarzschild, ceux de Kerr disposent d’une force cinétique (ils tournent sur eux-mêmes et se déplacent) ainsi que d’une charge électromagnétique.

Des trous noirs pas comme les autres

Deux dispositions très rares pour des trous noirs, mais qui posent des questions aux astrophysiciens depuis un demi-siècle. Car ce mouvement et cette force électromagnétique laissent penser que le trou noir peut être modifié par les évènements alentour, en somme il n’est pas stable. Pour les chercheurs tout l’intérêt est de savoir si une activité (quelle qu’elle soit) est capable de perturber le trou noir ou si ce dernier va « absorber » l’énergie et retourner dans une position passée.

Pour Jérémie Szeftel, chercheur à l’université de la Sorbonne, c’est bel et bien le cas. Dans un ensemble de trois articles compilant plus de 2000 pages d’informations et de recherche, il détaille la « preuve mathématique » de sa découverte. Ce travail de recherche a immédiatement été salué par la communauté scientifique.

Une étude saluée par la communauté scientifique

Pour Demetrios Christodoulou, mathématicien à l’école Polytechnique de Zurich : « ce résultat constitue en effet une étape importante dans le développement mathématique de la relativité générale ». D’autres chercheurs comme Shing-Tung Yau, professeur dans la prestigieuse université américaine d’Harvard, ont salué les travaux de Szeftel et son équipe.

Car ce problème, de nombreux astrophysiciens s’y sont frottés sans succès pendant des années. Sa résolution est donc un petit exploit dans le monde scientifique. Les équations que nous avions jusqu’à présent en ce qui concerne la mécanique des trous noirs ne concernaient que les astres fixes.

La preuve par la contradiction

Afin de réussir à prouver que les trous noirs de Kerr étaient eux aussi fixes, Jérémie Szeftel a eu l’idée d’utiliser la « preuve par contradiction ». Ce procédé scientifique est régulièrement utilisé dans ce genre de cas de figure. En ce qui concerne notre expérience aujourd’hui, Szeftel a essayé de trouver les circonstances qui rendraient le trou noir instable.

Mais malgré des centaines d’essais dans des configurations toujours plus extrêmes, les équations écrites par Kerr en 1963 se sont révélées robustes, prouvant la stabilité du trou noir. Mais tout le travail n’est pas encore fait pour Szeftel et son équipe. Il a en effet réussi à démontrer que les trous noirs à rotation lente étaient stables, mais pas les autres.

Il devrait donc repartir au travail dans les prochains jours, pour tenter de prouver que les trous noirs à rotation rapide sont eux aussi stables. Dans l’hypothèse où cela ne serait pas le cas, il faudra revoir tout notre modèle de la physique des astres et reprendre de zéros de nombreuses recherches.

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11 commentaires
  1. On attend toujours de savoir de quoi est constitué un trou noir et aussi quelle force centrifuge le maintient en équilibre !!

  2. La vitesse de rotation des trous noirs est peut-être en parfaite adéquation avec celle de la galaxie qui l’entoure, l’alimente et lui permet d’entraîner toutes ses planètes et astres qui deviendront, le moment venu, son repas favori.

  3. c’est invention trés interessante et qui peut etre ameliorée par la suite , donc mes encouragements à monsieu ‘ingenieur et ses éléves, mérci

  4. @Y en a marre du rap! : parce que ça à une influence sur la personnalité et la réflexion de la personne… la preuve, tu trouves directement un truc à redire : tu es bien français !

  5. Je ne vois pas pourquoi on devrait cacher le fait que ces chercheurs sont issus de la Sorbonne. Il est de bon ton de cracher sur la France en ces temps mais suivre les modes du moment n’a jamais été un signe d’intelligence.

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