{"id":814,"date":"2017-03-27T09:41:35","date_gmt":"2017-03-27T07:41:35","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.futura-sciences.com\/barrau\/?p=814"},"modified":"2017-03-27T11:53:00","modified_gmt":"2017-03-27T09:53:00","slug":"trous-noirs-gravitation-quantique-nouveaute","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/barrau\/2017\/03\/27\/trous-noirs-gravitation-quantique-nouveaute\/","title":{"rendered":"Trous noirs et gravitation quantique : une nouveaut\u00e9"},"content":{"rendered":"

Les trous noirs sont des zones de l\u2019espace dont rien, pas m\u00eame la lumi\u00e8re, ne peut s\u2019\u00e9chapper. Bien que tr\u00e8s \u00e9tranges \u00e0 plus d\u2019un titre, ils sont globalement bien compris et bien d\u00e9crits par la grande th\u00e9orie d\u2019Einstein. L\u2019existence de trous noirs dans notre Univers est maintenant presque av\u00e9r\u00e9e et plus personne n\u2019en doute s\u00e9rieusement. Leurs propri\u00e9t\u00e9s, en particulier l\u2019\u00e9missions d\u2019ondes gravitationnelles – de petites vibrations de l\u2019espace – lorsque deux trous noirs fusionnent, sont correctement expliqu\u00e9es par les mod\u00e8les usuels de l\u2019astrophysique.<\/p>\n

N\u00e9anmoins, si l\u2019on s\u2019int\u00e9resse aux petits trous noirs, les choses ne sont plus si simples. Il devient alors indispensable de tenir compte des effets quantiques. Or, une th\u00e9orie tout \u00e0 fait convaincante de la gravitation quantique est pr\u00e9cis\u00e9ment ce qui manque le plus cruellement \u00e0 la physique th\u00e9orique depuis un si\u00e8cle. Dans un article r\u00e9cent publi\u00e9 dans Physical Review Letters (voir la version PRL<\/a> ou le preprint t\u00e9l\u00e9chargeable<\/a>), je me suis int\u00e9ress\u00e9 \u00e0 la possibilit\u00e9 d\u2019entrevoir des effets de gravitation quantique gr\u00e2ce aux trous noirs.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

<\/p>\n

On sait depuis une quarantaine d\u2019ann\u00e9e que les petits trous noirs devraient s\u2019\u00e9vaporer. C\u2019est un des r\u00e9sultas majeurs de Hawking. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne, qui d\u00e9fit les lois classiques (rien ne devrait pouvoir sortir d\u2019un trou noir) est permis par la physique quantique. Mais il n\u2019est pas un ph\u00e9nom\u00e8ne de gravitation quantique. Il est donc attendu que la gravitation quantique – qu\u2019on pourrait presque qualifier de graal de physique th\u00e9orique – ne joue aucun r\u00f4le majeur dans ce processus, sauf \u00e9ventuellement dans les tous derniers instants. Or, j\u2019ai montr\u00e9 que contrairement \u00e0 cette id\u00e9e, il n\u2019\u00e9tait pas exclu que des signatures claires du caract\u00e8re quantique du champ gravitationnel puissent en fait appara\u00eetre durant l\u2019\u00e9vaporation, et ce d\u00e8s les premiers instants !<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

L\u2019id\u00e9e centrale vient de ce qu\u2019en gravitation quantique \u00e0 boucles<\/a>, un trou noir est d\u00e9crit comme l\u2019intersection d\u2019un r\u00e9seau de spin et d\u2019un horizon. Sans entrer dans les d\u00e9tails techniques disons que j\u2019ai sugg\u00e9r\u00e9 que le processus d\u2019\u00e9vaporation soit associ\u00e9 au changement d\u2019\u00e9tat quantique d\u2019une \u00ab plaquette \u00bb de surface \u00e9l\u00e9mentaire intervenant dans le r\u00e9seau de spin. Le ph\u00e9nom\u00e8ne int\u00e9ressant associ\u00e9 \u00e0 cette hypoth\u00e8se tient \u00e0 ce qu\u2019alors les effets de gravitation quantiques deviennent visibles pour des masses arbitrairement \u00e9lev\u00e9es contrairement \u00e0 l\u2019id\u00e9e na\u00efve qui voudrait que cela n\u2019intervienne que pour les masses tr\u00e8s faibles (de l\u2019ordre de la masse de Planck). Autrement dit, m\u00eame un trou noir des milliards de fois plus lourd que la masse de Planck exhiberait alors des effets des gravitation quantique aussi \u00ab forts et clairs \u00bb qu\u2019un trou noir tr\u00e8s l\u00e9ger. C\u2019est une nouvelle piste pour la ph\u00e9nom\u00e9nologie de la gravit\u00e9 quantique. <\/p>\n

Naturellement le point faible de cette approche est que pour le moment nous n\u2019observons pas de trous noirs en \u00e9vaporation car nous ignorons si les conditions dans l\u2019Univers primordial \u00e9taient favorables pour les former. Mais j\u2019ai montr\u00e9 dans ce travail que si cela advenait les effets de gravitation quantique apparaitraient par l\u2019\u00e9mission de raies caract\u00e9ristiques dans la lumi\u00e8re \u00e9mise (des rayons gammas) qui ne seraient pas noy\u00e9es par le bruit de fond. Il serait m\u00eame possible de discriminer entre plusieurs mod\u00e8les diff\u00e9rents de gravitation quantique.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

A suivre !<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Les trous noirs sont des zones de l\u2019espace dont rien, pas m\u00eame la lumi\u00e8re, ne peut s\u2019\u00e9chapper. Bien que tr\u00e8s \u00e9tranges \u00e0 plus d\u2019un titre, ils sont globalement bien compris et bien d\u00e9crits par la grande th\u00e9orie d\u2019Einstein. 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