L'une des théories les plus célèbres de Stephen Hawking sur la matière noire a été grandement ébranlée après la publication des résultats d'une équipe japonaise d'astrophysiciens dirigée par Masahiro Takada de l'Institut de physique et de mathématiques de l'univers à Kavli, rapporte Live Science. Le célèbre physicien qui a quitté ce monde l'année dernière pensait que cette substance mystérieuse et invisible était constituée de trous noirs primordiaux apparus immédiatement après le Big Bang. Les scientifiques japonais utilisant le télescope Subaru ont mené une expérience dont les résultats, bien qu'ils ne réfutent pas complètement la théorie de Hawking, mais admettent que ces trous noirs doivent être vraiment minuscules pour expliquer la nature de la matière noire.
La matière noire est le terme que les physiciens utilisent pour appeler la substance mystérieuse, ce qui, à leur avis, pourrait expliquer un fait intéressant: tout dans l'univers bouge et tourne comme s'il contenait plus de masse que nous ne pouvons en détecter. Différents scientifiques ont tenté à différents moments d'attribuer les propriétés de la matière dite sombre à différents objets. Dans les années 1970, Stephen Hawking et ses collègues ont suggéré que le Big Bang pourrait créer un grand nombre de trous noirs relativement petits - chacun de la taille d'un proton. Ces minuscules corps célestes sont difficiles à voir, mais ils exerceront de puissants effets gravitationnels sur d'autres objets - deux propriétés connues de la matière noire.
Jusqu'à présent, cette théorie ne pouvait être testée que pour les trous noirs primordiaux, dont la masse est supérieure à celle de la lune. Mais avec le développement de la technologie, les scientifiques ont pu obtenir des images de plus en plus claires de l'espace extra-atmosphérique. Pour leur nouvelle étude, une équipe d'astronomes japonais a utilisé la caméra Hyper Suprime-Cam (HSC) montée sur le télescope Subaru à Hawaï. Avec son aide, ils ont pris des photos de tout Andromède, la galaxie la plus proche de nous, essayant de trouver ces petits objets. Le résultat de leurs travaux a été publié dans la revue Nature Astronomy.
Les trous noirs n'émettent pas de lumière, mais les trous noirs supermassifs comme celui au centre de la galaxie M87, que les scientifiques ont récemment photographié, sont entourés de disques d'accrétion brillants de matière chaude. Mais comme les trous primordiaux sont des milliards de fois plus petits et n'ont pas de matière lumineuse visible qui les entoure, ils ne peuvent être trouvés qu'en observant les puissants champs gravitationnels qu'ils créent, qui déforment le rayonnement des objets voisins. Ce phénomène est appelé microlentille.
Les télescopes sont capables de détecter les microlentilles des trous noirs en surveillant continuellement les étoiles. Lorsque les cadeaux noirs passent devant le point d'observation et l'étoile, cela déforme la lumière de l'étoile, la faisant "clignoter". Plus le trou noir est petit, plus cette épidémie se produit rapidement.
Cependant, les trous primordiaux que l'équipe japonaise recherchait n'ont qu'une fraction de cette masse - elle est approximativement égale à la masse de notre Lune. Cela signifie que les flambées observées devraient être beaucoup plus courtes.
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Takada appelle la caméra HSC unique, car avec elle, les scientifiques ont pu capturer des images de toutes les étoiles de la galaxie d'Andromède à la fois avec une exposition minimale d'environ 2 minutes. Au total, les astronomes ont pu obtenir environ 200 photos d'Andromède en 7 heures par une nuit claire. Ils ont fini par ne trouver qu'un seul événement putatif de microlentille. Si les trous noirs primordiaux représentent une proportion importante de matière noire, Takada a déclaré qu'ils auraient dû voir environ 1000 signaux de microlentille.
Cela signifie-t-il que la théorie de Hawking a été complètement réfutée? Takada et Bird ne sont pas pressés de tirer des conclusions. Selon eux, les résultats obtenus ne peuvent toujours pas exclure complètement l'existence de trous noirs primordiaux, puisque, en raison de leur faible masse, les flashs de leurs signaux seraient trop courts pour les enregistrer. Selon les chercheurs, il est nécessaire de développer de nouveaux outils qui permettraient de les découvrir.
Dans le même temps, les scientifiques notent que la détection d'un seul de ces signaux pourrait être cruciale pour les recherches futures, qui révolutionneront certaines des théories de Hawking.
Nikolay Khizhnyak
