Imaginez une région de l'espace dans laquelle aucune particule de matière ne peut pénétrer. Il crache des flux de rayonnement incroyablement puissants et brille avec la force de milliers d'étoiles ordinaires. C'est un trou blanc, le mystérieux "antipode" d'un trou noir.
Les trous noirs font partie des objets les plus mystérieux de l'univers. On pense que ces régions inhabituelles sont les noyaux effondrés d'étoiles mortes et sont largement connues pour leur capacité à piéger n'importe quelle matière grâce à une puissante attraction gravitationnelle. Pour autant que les astronomes le savent aujourd'hui, les trous noirs sont si denses et massifs que rien ne peut quitter leur horizon d'événements. Cependant, ce ne sont pas les seuls types de «trous» cosmiques.
Singularité sans masse
Disons que vous essayez de créer un modèle mathématique qui décrit l'espace-temps autour d'un trou noir. À un moment donné, vous prenez et juste … soustrayez toute la masse, toute la matière réellement existante, des calculs. Ce qui reste finalement dans l'équation est connu des théoriciens sous le nom de «trou blanc», ou singularité sans masse.
Comme son nom l'indique, et comme beaucoup l'ont probablement deviné, un trou blanc est l'antipode d'un trou noir. Son concept est apparu pour la première fois dans les années 1970, et les astrophysiciens ne se lassent pas de jouer avec lui jusqu'à ce jour.
Si l'horizon des événements d'un trou noir empêche même la lumière d'atteindre la vitesse de séparation, pour le blanc cette région est un bouclier absolu et impénétrable. Il est impossible de s'échapper d'un trou noir et il est impossible de pénétrer dans un trou blanc. Un trou noir absorbe la matière, un blanc la vomit. Si vous imaginez l'existence d'un tel objet dans le monde réel, alors ce sera un objet incroyablement lumineux qui irradie de l'énergie dans l'espace avec une force monstrueuse.
Jusqu'à présent, les astronomes n'ont jamais observé de trou blanc. Certains physiciens pensent que dans le monde réel, de tels objets ne peuvent exister par définition, car il y a un certain nombre de raisons.
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Le premier et le plus fondamental est le mécanisme de formation. Nous avons déjà des modèles plausibles pour l'origine des trous noirs, même si ce ne sont que des hypothèses. Cependant, un retour en arrière littéral dans le temps est nécessaire pour qu'un trou blanc apparaisse, et cela frôle la science-fiction. En fait, l'objet doit partir d'une singularité et se déplacer dans la direction opposée jusqu'à ce qu'il se rassemble en une étoile. Cela nécessiterait une diminution de l'entropie, ce qui viole grossièrement la deuxième loi de la thermodynamique.
La singularité n'est pas non plus si simple. La seule façon d'établir la présence d'une singularité est de déterminer ses coordonnées physiques dans l'Univers. En d'autres termes, une zone d'espace spécifique doit initialement être formée avec un gabarit prêt à l'emploi sous la forme d'une singularité. L'astrophysicienne Karen Masters explique que jusqu'à présent, les scientifiques n'avaient aucune raison de croire qu'une telle formation «modèle» de l'Univers ait eu lieu du tout.
Quand un mythe se réalise
Mais imaginons une seconde qu'un trou blanc soit apparu dans le monde réel. Selon les équations mathématiques, il ne peut y avoir aucune matière à l'intérieur dans l'espace-temps, y compris un trou noir. Autrement dit, même la taille de cette matière n'est pas importante: dès qu'elle entre d'une manière ou d'une autre dans la région de l'espace indiquée, le fait même de l'existence d'un trou blanc dans cette région devient impossible. Et il y a beaucoup de matière dans l'espace. En d'autres termes, si un trou blanc est né dans l'Univers, alors il existe pendant très peu de temps. Et si nous supposons que de tels trous étaient dans le monde depuis le début, dès le moment de sa création, alors ils auraient été détruits des milliards d'années avant même qu'un soupçon de vie n'apparaisse dans les profondeurs de l'océan primaire de la Terre.
Donc, aujourd'hui, les trous blancs n'existent que sur le papier. Cependant, il convient de noter que jusqu'à récemment, les trous noirs n'étaient qu'une belle théorie. En fait, les scientifiques ont même découvert un phénomène dans l'univers qui peut s'expliquer par l'existence de trous blancs. Son nom est sursaut gamma. C'est l'un des événements les plus brillants et les plus énergétiques de l'espace, au cours duquel plus d'énergie est émise en 10 secondes que notre Soleil ne peut en générer en 10 milliards d'années!
Les sursauts gamma sont accompagnés d'une lueur résiduelle, indiquant qu'il s'agit du résultat d'une explosion d'étoiles. En 2017, les astronomes ont même eu la chance d'observer un tel sursaut provoqué par la collision de deux étoiles à neutrons. Cela a réfuté un certain nombre d'hypothèses - quelques années plus tôt, les scientifiques ont supposé que les trous blancs notoires étaient la source de sursauts gamma. Cependant, dans le processus de discussion, une idée plutôt audacieuse, mais plus réaliste est née: et si le Big Bang n'était vraiment qu'un trou blanc supermassif?
Il existe une autre hypothèse intéressante selon laquelle un trou blanc est la dernière étape du développement d'un trou noir. Probablement, nous ne les observons pas simplement parce que notre Univers est assez jeune, et pas un seul trou noir n'a encore eu le temps de «vieillir» suffisamment. Quoi qu'il en soit, l'enthousiasme des astronomes ne faiblit pas, et ils continuent à chercher parmi les vastes étendues de l'espace des traces indiquant la présence de ces phénomènes phénoménaux.
Vasily Makarov
