Des trous noirs stellaires se forment de l’effondrement des étoiles massives à la fin de leur vie, pesant généralement 3 à 50 fois la masse du soleil. Lorsqu’une étoile manque de carburant, elle explose dans une supernova, laissant derrière lui une région si dense que rien ne peut s’échapper, pas même la lumière.
En revanche, les trous noirs primordiaux sont des objets théoriques qui auraient pu se former moins d’une seconde après le Big Bang des régions extrêmement denses du début de l’univers. Contrairement aux trous noirs stellaires, ils pourraient être beaucoup plus légers et sont des reliques anciennes à partir du moment où l’univers contenait principalement de l’hydrogène et de l’hélium.
Alors que les trous noirs sont généralement connus pour consommer tout autour d’eux, les physiciens ont longtemps théorisé qu’ils finissent par exploser à la fin de leur vie grâce à un processus appelé Hawking Radiation. Auparavant, les scientifiques pensaient que de telles explosions ne se sont produites qu’une fois tous les 100 000 ans. Cependant, de nouvelles recherches, publiées dans la revue Physical Review Letters, suggèrent que nous pourrions assister à ce phénomène extraordinaire beaucoup plus tôt que prévu.
« Nous pensons qu’il y a jusqu’à 90% de chances d’assister à un trou noir explosant au cours des 10 prochaines années, la clé est que notre flotte actuelle d’espace et de télescopes au sol est déjà capable de détecter une telle explosion », a déclaré Aidan Symons, un étudiant diplômé de l’Université du Massachusetts.
Les trous noirs les plus susceptibles d’exploser ne sont pas les restes stellaires massifs auxquels nous pensons généralement, mais plutôt les trous noirs primordiaux (PBHS.) Comme le physicien Stephen Hawking l’a montré en 1970, plus un trou noir est léger, plus il devient chaud et plus il émet de particules par le rayonnement de colportage. Au fur et à mesure que les PBH s’évaporent, ils deviennent de plus en plus légers, et si plus chauds, émettant encore plus de rayonnement dans un processus en fuite jusqu’à l’explosion.
La percée est survenue lorsque l’équipe de chercheurs a commencé à remettre en question des hypothèses à long terme sur les propriétés électriques des trous noirs. Alors que les trous noirs standard n’ont pas de charge électrique, l’équipe a exploré ce qui pourrait arriver si des trous noirs primordiaux se sont formés avec une petite charge électrique impliquant des particules lourdes hypothétiques qu’ils appellent des «électrons sombres».
Un électron sombre serait comme une version beaucoup plus lourde de l’électron ordinaire, mais interagissant à travers des forces électromagnétiques sombres au lieu de l’électromagnétisme ordinaire. Dans les modèles théoriques appelés QED foncé, ces particules transporteraient une charge électrique sombre et interagiraient via des photons sombres, affectant potentiellement le comportement de la matière autour des trous noirs.
L’équipe de recherche a fait une hypothèse différente sur les propriétés électriques des trous noirs primordiaux. Ils postulent que leur modèle montre que si un trou noir primordial se forme avec une petite charge électrique sombre, il doit être temporairement stabilisé avant d’exploser enfin. Cet effet de stabilisation pourrait augmenter considérablement la probabilité d’observer de telles explosions, d’une fois tous les 100 000 ans à potentiellement une fois toutes les décennies.
Un trou noir explosant ne serait pas seulement un spectacle de lumière spectaculaire, il fournirait aux scientifiques un catalogue de chaque particule subatomique existante. Cela comprend non seulement des particules que nous avons déjà découvertes, comme les électrons, les quarks et les bosons de Higgs, mais aussi les particules actuellement non détectées, peut-être même la matière noire.
L’équipe insiste sur le fait que même si elle ne garantit pas une explosion se produira cette décennie, la forte probabilité signifie que nous devons être préparés. Heureusement, notre technologie de télescope actuelle est déjà capable de détecter les signes révélateurs de rayonnement colportif à partir d’un trou noir primordial explosif. Si leurs calculs s’avèrent corrects, nous pouvons être en mesure de faire la lumière sur l’une de nos questions les plus anciennes; D’où tout est venu ?!
Le version originale de cet article a été publié sur Univers aujourd’hui.
