Stephen Hawking : une ultime publication concernant les trous noirs

Disparu en mars dernier à l'âge de 76 ans, Stephen Hawking, l'éminent astrophysicien notamment connu pour ses travaux sur les trous noirs et la gravité quantique, contribue une dernière fois à tenter de comprendre certains phénomènes dans une publication posthume.

Une existence dédiée à la recherche

Celui qui a voué pratiquement toute sa vie au mystère qui entoure les trous noirs n'est pas près d'être oublié de sitôt. Ses travaux ont en effet été d'une importance capitale dans l'étude des trous noirs puisqu'il a notamment réussi à prouver que ces objets célestes ont une température et un rayonnement constants.

C'est en 1974, en appliquant la théorie quantique des champs à l'espace-temps courbé de la relativité générale, que Stephen Hawking parvient à démontrer ce qui sera appelé plus tard « le rayonnement de Hawking ». Cette découverte renverse totalement la définition initialement formulée pour la mécanique classique qui suggérait qu'aucune forme de matière ou de rayonnement ne puisse s'échapper d'un trou noir. Ici, ce rayonnement conduit à l'évaporation quantique du trou noir, certains physiciens ayant repris les travaux d'Hawking suggèrent même que les trous noirs peuvent complètement disparaitre et émettre par la même occasion un flash de rayons gamma.

La perte d'information dans un trou noir

La publication nommée « Black Hole Entropy and Soft Hair » a été co-écrite par Hawking, Sasha Haco, Malcolm J. Perry et Andrew Strominger, tous d'anciens de ses camarades de Cambridge et de Harvard. En publiant cette étude à titre posthume, ils ont souhaité rendre un dernier hommage à l'astrophysicien comme on peut le lire en première page : « Nous sommes profondément attristés de perdre notre très cher ami et collaborateur, Stephen Hawking, dont les contributions à la physique des trous noirs ont toujours été extrêmement stimulantes. Cet article résume l'avancement de notre projet ».

Bien que cette publication ne résolve aucun des mystères et des paradoxes qui demeurent à ce jour, le papier contient de nombreuses suggestions extrêmement instructives. Les chercheurs avancent par exemple le fait qu'une partie de l'information pourrait être conservée lorsqu'un trou noir absorbe un objet. De plus la température de l'objet ainsi que son entropie pourraient s'en voir modifiées. Concernant l'entropie d'un trou noir, les chercheurs postulent également sur le fait qu'elle peut être mesurée par ce qu'ils appellent « l'horizon des évènements », phénomène qui pourrait aider à déterminer la perte d'information dans un trou noir.

Selon Marika Taylor, professeure en physique théorique à l'Université de Southampton et ancienne étudiante de Stephen Hawking : "Ce papier propose une nouvelle manière de comprendre l'entropie des trous noirs en se basant sur la symétrie de l'horizon des événements"

Malcolm Perry, un des signataires de l'étude a déclaré : "Nous ne sommes sûrs de rien, ce n'est qu'un pas de plus. Un beau pas, certes, mais il reste encore beaucoup de chemin à parcourir".

Vous pouvez consulter et téléchargement gratuitement la publication sur la plateforme de prépublication ArXiv.