Les astronomes et cosmologistes aux États-Unis ont suivi le comportement d'un million des plus grands trous noirs et ont conclu que les étoiles tombent entièrement et qu'elles ont un horizon des événements prédit par la théorie de la relativité d'Einstein, selon un article publié dans la revue MNRAS.
«Nous n'avons pas cherché à savoir quelle forme a l'horizon des événements, s'il est solide ou, comme le pensent nos collègues, ressemble à un« écheveau »moelleux de fil. Nous essayions simplement de trouver la première preuve qu'il existe vraiment. Nos observations montrent que tous ou presque tous les trous noirs ont un horizon d'événement et que la matière disparaît en fait de l'univers observable au moment où elle le traverse. La théorie de la relativité a passé avec succès le test suivant », a déclaré Ramesh Narayan de l'Université Harvard (États-Unis).
Point ou trou?
La théorie de la relativité prédit que des soi-disant singularités peuvent exister dans l'Univers - des points avec une densité infiniment élevée et n'importe quelle masse. Les trous noirs bien connus sont un cas particulier de singularité.
De tels objets, conformément au principe de Penrose-Hawking de «censure cosmique», ne peuvent pas être vus, car ils seront séparés du reste de l'Univers par l'horizon des événements. En d'autres termes, la singularité se situe à l'intérieur d'une sphère imaginaire, dont même la lumière ne peut pas s'échapper en raison de l'attraction ultra-forte du trou noir. La mise en œuvre de ce principe est extrêmement importante pour la physique, car la découverte d'une «singularité nue», au moins sous forme théorique, signifierait que toute science physique moderne se trompe.
Plus récemment, des physiciens théoriciens ont suggéré que les trous noirs ne doivent pas être une singularité. Au point où devrait être la singularité, il peut y avoir un objet superdense, non isolé de l'Univers environnant, mais invisible pour nous, ou un «trou de ver» - un tunnel reliant deux espaces différents. Cette idée suscite aujourd'hui une grande controverse parmi les cosmologistes et les astronomes, car aucune preuve en faveur de son existence ou la réfutation de cette idée n'a encore été trouvée.
Narayan et ses collègues ont trouvé un moyen ingénieux de tester si un horizon d'événements existe dans les trous noirs en observant comment les plus grands trous noirs, situés au centre des galaxies, «dévorent» les étoiles qui les approchent.
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Clarification de la singularité
Les scientifiques ont attiré l'attention sur le fait que les conséquences de la convergence d'une étoile et d'un trou noir en présence et en l'absence d'un horizon d'événements seront sensiblement différentes. En sa présence, l'étoile disparaîtra sans laisser de trace, «tombant» dans une singularité plus petite qu'un atome, et en son absence, l'étoile se heurtera à un objet superdense qui forme la base d'un trou noir.
À la suite de cette collision, la matière du luminaire va "maculer" sur cet objet, elle cessera de nous être invisible et donnera lieu à une épidémie qui durera des décennies et dont la luminosité changera de manière unique, contrairement à la façon dont les supernovae ou éjections noires "normales" se produisent. des trous. Ainsi, en observant un nombre suffisamment grand de galaxies, nous pourrons comprendre si des trous noirs supermassifs existent sans horizon d'événements si leur luminosité augmente fortement et ils deviennent visibles.
En essayant de trouver des traces de ces «éruptions», les scientifiques ont analysé des images de plus d'un million de galaxies avec des trous noirs supermassifs particulièrement grands dans le voisinage immédiat de la Terre, qui ont été reçues par le télescope automatisé Pan-STARRS à Hawaï au cours des quatre dernières années.
Narayan et ses collègues n'ont pas enregistré une seule épidémie de ce genre, ce qui signifie deux choses - que les plus grands trous noirs ont un horizon d'événement et que les étoiles sont «avalées» entièrement par eux, disparaissant de l'univers visible pour toujours et sans laisser de trace. Les scientifiques pensent que les petits trous noirs au centre des galaxies et leurs plus petits «cousins» de masse stellaire se comportent de la même manière.
Ceci est étayé par le fait que Pan-STARRS aurait dû enregistrer au moins dix de ces éruptions temporaires à la surface des «trous noirs», si les théories sur la formation de ces objets superdenses étaient correctes. Dans un proche avenir, Narayan et ses collègues testeront leurs résultats sur le télescope de prospection LSST en construction au Chili, qui sera en mesure de suivre un nombre beaucoup plus grand de galaxies que l'observatoire hawaïen.
