En astrophysique, un trou noir est un objet céleste si compact que l’intensité de son champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper .Ceci ne veut pas dire qu’il donnerait accès à d’autres univers, comme certains l’avaient longtemps dit.
Il existe plusieurs variétés de trous noirs. Le plus souvent cité est le trou noir supermassif nommé Sagittarius A* se trouvant au centre de notre galaxie;
Voir Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir
Les trous noirs dits « extrêmes de Kerr » représentent une sous-catégorie particulière. Contrairement aux trous noirs typiques, leurs horizons intérieurs et extérieurs coïncident, et leur rotation atteint une vitesse maximale théoriquement infinie au centre du trou noir.
Rappelons que l’horizon d’un trou noir ou horizon des évènements représente la frontière d’un trou noir à partir de laquelle la vitesse de libération atteint celle de la lumière. Selon le type de trou noir concerné, la taille et la forme de l’horizon sont variables.
Or les calculs ont révélé que la géométrie de l’espace-temps près de l’horizon de ces trous noirs extrêmes de Kerr est sensible à de nouvelles formes de physique encore inconnues découlant d’énergies plus élevées.
Les trous noirs extrêmes de Kerr pourraient détenir des clés pour sonder des phénomènes physiques inconnus. Ces objets célestes, caractérisés par des forces gravitationnelles théoriquement infinies au niveau de leur horizon, mettent en lumière des limites inattendues de la physique fondamentale.
Les trous noirs extrêmes de Kerr représentent une sous-catégorie particulière. Contrairement aux trous noirs typiques, ces entités ont des horizons intérieurs et extérieurs coïncidant, et leur rotation atteint une vitesse maximale. Elle ne devient infinie qu’au centre du trou noir.
Les calculs ont également révélé que la géométrie de l’espace-temps près de l’horizon de ces trous noirs est sensible à de nouvelles formes de physique découlant d’énergies plus élevées.
Bien que les chercheurs aient encore des questions à résoudre, notamment celle de savoir si les singularités peuvent être éliminées par des phénomènes physiques, leurs travaux ouvrent la voie à de nouvelles recherches. Une équipe de chercheurs des Universités de Californie, de Varsovie et de Cambridge a mené une étude théorique sur ces objets . Publiée dans la revue Physical Review Letters, l’étude suggère que les propriétés uniques de ces trous noirs pourraient en faire des sujets idéaux pour sonder de nouvelles lois de la physique.
Maciej Kolanowski, Gary Horowitz et Jorge Santos, les auteurs de cette étude, avaient déjà montré que ces trous noirs étaient affectés par des forces de marée infinies si une constante cosmologique était présente. Toutefois, ces effets disparaissaient lorsque cette constante est nulle.
Ce résultat est en opposition totale avec le modèle des trous noirs standards, où les forces de marée ne deviennent infinies qu’au centre du trou noir. Les calculs ont également révélé que la géométrie de l’espace-temps près de l’horizon de ces trous noirs est sensible à de nouvelles formes de physique encore inconnues apparaissant à des énergies plus élevées.
L’étude montre que les trous noirs extrêmes de Kerr pourraient être de puissants outils pour sonder des phénomènes physiques inexplorés. Bien que les chercheurs aient encore des questions à résoudre, notamment celle de savoir si les singularités peuvent être éliminées par des causes à découvrir, leurs travaux ouvrent la voie à de nouvelles recherches.
Reférence
Extremal Kerr Black Holes as Amplifiers of New Physics
Gary T. Horowitz, Maciej Kolanowski, Grant N. Remmen, and Jorge E. Santos
Phys. Rev. Lett. 131, 091402 – Published 31 August 2023
ABSTRACT
We show that extremal Kerr black holes are sensitive probes of new physics. Stringy or quantum corrections to general relativity are expected to generate higher-curvature terms in the gravitational action. We show that in the presence of these terms, asymptotically flat extremal rotating black holes have curvature singularities on their horizon. Furthermore, near-extremal black holes can have large yet finite tidal forces for infalling observers. In addition, we consider five-dimensional extremal charged black holes and show that higher-curvature terms can have a large effect on the horizon geometry.
- Received 8 April 2023
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.091402
Published by the American Physical Society
Europe Solidaire 