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Le Prix Nobel de Physique 2020 revient aux Trous Noirs

cmb nobel physique trous noirs Nov 09, 2020

TEMPS DE LECTURE : 4mn

Par Dr. Inès Urdaneta, Physicienne à la Resonance Science Foundation, le 19 Octobre 2020

 

Le CMB, ou Cosmologic Microwave Background, correspond au Fond Diffus Cosmologique. L’image ci-dessus en est une simulation en fausses couleurs. Les différentes colorisations représentent les différences de températures dans le spectre micro-ondes par rapport au vide cosmologique. Elles sont les traces de l’activité passée de notre univers.

 

Récemment récompensé du Prix Nobel pour avoir découvert que la formation des trous noirs est une prédiction solide de la théorie de la relativité générale, Sir Roger Penrose avait auparavant développé une théorie connue sous le nom de "Cosmologie Cyclique Conforme" (CCC), qui postule que l’univers produit des itérations de lui-même à travers des cycles infinis, d’un éon à l’autre, de telle sorte que l’univers est devenu uniforme plutôt avant, qu’après le Big Bang.

Selon cette théorie, chaque cycle part d’une singularité avant de s’étendre et de générer des amas de matière, qui finissent par être aspirés par des trous noirs supermassifs, qui disparaissent à très long terme en émettant continuellement des radiations de Hawking.

Ce processus rétablit l'uniformité et prépare le terrain pour le prochain Big Bang. Dans la CCC, le futur temporel de chaque itération précédente est identifié comme la singularité du Big Bang suivant. Penrose a popularisé cette théorie dans son livre de 2010 intitulé Cycles of Time : An Extraordinary New View of the Universe (Les cycles du temps ; Une nouvelle vision de l’Univers – Edition Odile Jacob).

 

Les 3 prix Nobel de Physique 2020

 

Extrait de l’article du journal PhysicsWorld : "Des points chauds inattendus dans le fond diffus cosmologique(CMB) pourraient avoir été produits par des trous noirs s'évaporant avant le Big Bang. C'est ce qu'affirme un trio de scientifiques dirigé par le physicien et mathématicien Roger Penrose, dans un article présentant de nouvelles preuves que notre univers ne serait qu'une étape dans un cycle potentiellement infini d'extinction et de renaissance cosmiques".

 En 2010, Penrose et Vahe Gurzadyan, de l'Institut de Physique d'Erevan en Arménie, ont affirmé avoir trouvé des preuves appuyant la CCC sous la forme d'anneaux de température uniforme au sein du CMB, qui seraient la signature de l’émission de façon sphérique dans notre éon, d'ondes gravitationnelles générées par la collision de trous noirs dans l'éon précédent.

 

Les cycles du temps du modèle CCC de Penrose

 

Ce type d’anneaux a été trouvé par Penrose et Vahe grâce aux données de la sonde spatiale WMAP de la NASA. Mais lorsqu'ils ont effectué les simulations du CMB, aucun modèle standard ne prédisaient ce type d’anneaux. Certains chercheurs affirment pourtant que les simulations peuvent contenir ces anneaux mais qu’il faut, pour cela, les modifier pour tenir compte de la distribution des points chauds et froids à différentes échelles angulaires, tels qu’observés dans le CMB réel, et qu'ils seraient bien prédits par le modèle inflationniste.

À cet égard, Penrose a fourni un autre type de preuves pour appuyer sa théorie du CCC. Au lieu d'anneaux de température presque uniforme, il a plutôt identifié des tâches dans le CMB qui sont beaucoup plus chaudes que leur région environnante, postulant qu’ils sont le résultat du rayonnement électromagnétique émis lors de l'évaporation de Hawking des trous noirs supermassifs de l'éon précédent. Ces émissions, bien que très faibles à l'origine, se seraient concentrées dans notre propre éon, en des points ayant une énorme quantité d'énergie, appelés points de Hawking.

Lorsqu’on compare les données du CMB sur les points chauds de différentes tailles - et en analysant la vitesse à laquelle la température des micro-ondes autour chute - avec les points chauds théoriques provenant de 1000 cartes de simulations du CMB, Penrose et ses collègues n'ont trouvé aucune confirmation de l’existence de ces points de Hawking dans les prédictions standards. Que ce soit dans ou autour de ces petits points, pas une seule simulation ne présentait des gradients de température plus élevés que ceux observés dans le cosmos réel alors que es variations de température dans ce dernier sont d'un ordre de grandeur supérieur (environ 3×10-4 K) à la moyenne du CMB.

Selon M. Penrose, cette disparité entre les données réelles et les données simulées constitue un solide argument en faveur de la théorie CCC par rapport à la théorie inflationniste de l’univers. "Nous accueillons favorablement les tentatives d'explication de ces observations à l’aide des modèles actuellement acceptés", dit-il, "mais nous pensons que cela sera difficile, à moins que des idées radicalement nouvelles n'émergent".

 

La Resonance Science Foundation en perspective :

Comme l'explique Nassim Haramein, "en principe, il n'y aurait aucune raison que la création de l'univers ne soit pas cyclique au lieu d'un événement isolé finissant par s'épuiser. En fait, le mécanisme le plus probable est celui d’un échange d'informations entre trous noirs à travers leurs horizons des événements, puisque l'univers obéit aux conditions d’un trou noir. Peut-être que Penrose le pense, ce qui expliquerait pourquoi il traite le CMB comme un rayonnement de Hawking. En fait, le CMB est un rayonnement de corps noir à l'échelle de l’univers, ce qui signifie que le rayonnement de Hawking serait écrit sur la mauvaise métrique.

De plus, le modèle holographique généralisé est un peu différent du mécanisme décrit par Penrose. Il ressemble davantage à de l'information s'échappant d'un trou noir, comme un proton, et arrivant dans un univers plus grand avec des gradients de pression plus faibles et qui se gonflerait très rapidement pour finalement atteindre une stabilité. La relation résiduelle que nous observons sur le CMB est peut-être l'information enchevêtrée avec cet univers mère d'où le proton s'est échappé".

 

 1- Dans la théorie de Roger Penrose, les éons définissent le temps de vie d'un univers cyclique (voir image 2)

Article original : https://www.resonancescience.org/blog/2020_Physics_Nobel_Prize_to_Black_Holes

Article traduit par Hugo Charles et Olivier Thomas pour la RSF.

 
 
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