Trous noirs extrêmes de Kerr: des fenêtres sur une nouvelle physique ?

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 (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.).


Les trous noirs sont des régions de l'espace où la gravité est si intense qu'elle empêche toute matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) ou onde électromagnétique (L'onde électromagnétique est un modèle utilisé pour représenter les...) de s'échapper. Les trous noirs dits "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 (On distingue :) maximale.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à Santa Barbara, de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Varsovie et de l'Université de Cambridge (L'université de Cambridge est une université britannique connue dans le monde entier.) a mené une étude théorique sur ces objets fascinants. 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 avaient déjà montré que ces trous noirs étaient affectés par des forces de marée infinies si une constante cosmologique (La constante cosmologique est un paramètre rajouté par Einstein en février 1917...) était présente. Toutefois, ces effets disparaissent lorsque cette constante est nulle, comme cela est souvent supposé dans les scénarios astrophysiques.

Grant Remmen a rejoint l'équipe pour tester l'idée que les corrections quantiques à la gravité d'Einstein pourraient elles-mêmes induire des singularités sur les horizons des trous noirs extrêmes. En incorporant les corrections quantiques, les chercheurs ont découvert que les horizons de ces trous noirs deviennent singuliers, avec des forces de marée infinies.

Ce résultat est en opposition totale avec les trous noirs standard, où les forces de marée ne deviennent infinies qu'au centre du trou noir. Les calculs ont également révélé que la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace...) de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise...) près de l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre...) de ces trous noirs est sensible à de nouvelles formes de physique 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 encore inexplorés. 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.