Les trous blancs, qui sont théoriquement l'exact opposé des trous noirs, peuvent constituer une partie importante de la mystérieuse matière noire qui est censée constituer la majeure partie de la matière de l'univers. Certains des trous blancs peuvent même avoir précédé le Big Bang, ont déclaré les chercheurs.
Les trous noirs ont une attraction gravitationnelle si puissante que même la lumière, probablement la chose la plus rapide de l'univers, ne peut échapper à leur impact. La frontière sphérique invisible qui entoure le noyau du trou noir et marque son point de non-retour est connue sous le nom d'horizon des événements.
L'existence de trous noirs a été prédite par la théorie générale de la relativité d'Einstein. Un trou blanc est un trou noir à l'envers: si rien ne peut quitter l'horizon des événements d'un trou noir, rien ne peut entrer dans l'horizon des événements des trous blancs.
Des études antérieures ont montré que les trous noirs et blancs sont liés, la matière et l'énergie tombant dans un trou noir, émanant potentiellement d'un trou blanc quelque part dans l'espace ou dans un autre univers. En 2014, Carlo Rovelli, physicien théoricien à l'Université française d'Aix-Marseille, et ses collègues ont suggéré que les trous noirs et blancs pourraient être liés différemment: lorsque les trous noirs meurent, ils peuvent devenir des trous blancs.
Dans les années 1970, Stephen Hawking a suggéré que tous les trous noirs devraient s'évaporer de masse en émettant des radiations. Ainsi, les trous noirs qui perdent plus de masse qu'ils n'en gagnent devraient rétrécir et finir par disparaître.
Cependant, Rovelli et ses collègues ont suggéré que la réduction des trous noirs pourrait ne pas disparaître si le tissu de l'espace-temps est quantique - c'est-à-dire composé de quantités indivisibles appelées quanta. L'étude tente de combiner la relativité générale, qui explique la nature de la gravité, avec la mécanique quantique, qui décrit le comportement de toutes les particules connues, en une seule théorie capable d'expliquer toutes les forces de l'univers.
Selon les auteurs, lorsqu'un trou noir s'évapore à un point tel qu'il ne peut plus rétrécir parce que l'espace-temps ne peut pas être comprimé en quelque chose d'encore plus petit, le trou noir mourant se transforme en un trou blanc.
Selon les théories modernes, les trous noirs se forment lorsque des étoiles massives meurent dans des explosions géantes appelées supernovae qui compressent leurs cadavres en des points infiniment denses appelés singularités. Rovelli et ses collègues avaient précédemment calculé qu'il faudrait un trou noir avec une masse égale à celle du soleil environ quatre fois plus longtemps que l'âge actuel de l'univers pour se transformer en un trou blanc.
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Cependant, dans les travaux des années 60-70, il est supposé que des trous noirs auraient pu apparaître dans une seconde après le Big Bang en raison de fluctuations aléatoires de densité dans un univers nouveau-né chaud et en expansion rapide. Les zones où ces vibrations concentrent la matière forment des trous noirs. Ces trous noirs dits primordiaux pourraient être beaucoup plus petits que les trous noirs de masse stellaire et mourir pour former des trous blancs. Mais même les trous blancs microscopiques peuvent être assez massifs, tout comme les trous noirs plus petits qu'un grain de sable peuvent peser plus que la Lune. Aujourd'hui, Rovelli et la co-auteure de l'étude Francesca Vidotto de l'Université du Pays basque en Espagne pensent que ces trous blancs microscopiques font partie de la matière noire, dont la nature est l'un des plus grands mystères scientifiques.
De plus, Rovelli et Vidotto ont suggéré que certains trous blancs dans cet univers sont antérieurs au Big Bang. Ces trous blancs d'un univers précédent peuvent aider à expliquer pourquoi le temps ne s'écoule que dans l'univers moderne.