Bummer: Tout dans l'univers va s'évaporer

Jun 13, 2023

Les scientifiques pensent que le rayonnement supposé provenir des trous noirs n'est peut-être pas exclusif aux trous noirs.

Appelé rayonnement de Hawking, c'est le résultat de champs quantiques produisant des paires particule-antiparticule et de la gravité intense d'un horizon d'événements dans un trou noir séparant ces paires.

Une étude théorique récente affirme que Hawking peut ne pas nécessiter d'horizon des événements, mais pourrait être généré par n'importe quel puits de gravité suffisamment grand.

Loin dans le futur, après la mort du Soleil et l'anéantissement de la Terre, tout s'évaporera tout simplement. Pas seulement tout ce que nous savons ou tout ce que nous avons vu. Cela n'a rien à voir avec nous. Alors que l'univers a commencé avec un Bang, il s'éteindra avec un gémissement.

C'est du moins ce que propose un groupe de chercheurs de l'université Radboud aux Pays-Bas. Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont étudié une partie du mécanisme derrière un type de rayonnement produit par les trous noirs appelé rayonnement de Hawking, et ont découvert qu'il pourrait être plus omniprésent que nous ne le pensions.

Le rayonnement de Hawking est drôle. Prédit par Stephen Hawking en 1974, il nécessite un peu de fusion entre les théories de la gravité classique et la physique quantique. Ce type de rayonnement est causé lorsqu'un champ électrique interagit avec d'autres champs quantiques de telle manière qu'il provoque la génération spontanée d'une particule et d'une antiparticule.

Les antiparticules sont comme des particules inverses - pour chaque type de particule, il existe une antiparticule égale et opposée. Heureusement pour nous, les particules sont beaucoup plus nombreuses que les antiparticules. On ne sait pas pourquoi, mais c'est une bonne nouvelle. S'il y avait un nombre égal de particules et d'antiparticules, rien n'existerait. Les contraires s'annulent.

Dans la plupart de ces cas de génération spontanée de paires, la particule et l'antiparticule font exactement cela : s'annihiler pour qu'il ne reste plus rien. Mais parfois, la gravité du trou noir est suffisamment forte et tire juste de la bonne manière pour séparer les moitiés des paires les unes des autres. L'un est tiré au-delà de l'horizon des événements et dans le trou noir, et l'autre est expulsé sous forme de rayonnement - le rayonnement de Hawking.

Finalement, selon Hawking, une quantité suffisante de ce rayonnement s'envolera d'un trou noir pour que l'énorme puits de gravité s'évapore dans la non-existence. Comme une tornade qui s'essouffle, le trou noir va s'éteindre.

Mais il n'est pas facile de séparer une particule et une antiparticule à temps pour les maintenir en existence. Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que la ligne de démarcation de l'horizon des événements d'un trou noir était le seul moyen de diviser ces paires de haut créées spontanément pour créer un rayonnement.

Selon cette nouvelle recherche, cependant, ce n'est tout simplement pas vrai. Tout puits gravitationnel suffisamment grand peut à la fois créer et diviser des paires, générant son propre rayonnement Hawking et, par conséquent, se dissolvant. Les forces gravitationnelles à courte portée produites par ces grands corps interagissant avec l'espace-temps, appelées forces de marée, sont apparemment suffisantes pour faire le travail d'un horizon d'événements.

"Cela signifie que les objets sans horizon des événements, tels que les restes d'étoiles mortes et d'autres grands objets dans l'univers, ont également ce type de rayonnement", a déclaré Heino Falcke, l'un des auteurs de l'étude, dans un communiqué de presse. "Et, après une très longue période, cela conduirait à l'évaporation de tout dans l'univers, tout comme les trous noirs. Cela change non seulement notre compréhension du rayonnement de Hawking, mais aussi notre vision de l'univers et de son avenir."

Maintenant, tout cela est encore très théorique. Les trous noirs sont encore des objets très mystérieux, et nous n'avons pas encore exactement un livre de règles complet pour le monde quantique non plus. Mais si cette proposition peut être confirmée par des enquêtes de suivi, Falcke n'aurait pas tort de devoir changer "notre vision de l'univers et de son avenir". Wimper, pas Bang, en effet.

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