Sur la suggestion d'un modérateur, j'ai relu une partie de L'univers élégant de Brian Greene, physicien américain réputé et surtout son chapitre 13 qui traite des TN selon la théorie des cordes.
J'ai mis quelques remarques (pas trop) surtout en sélectionnant pour les mettre dans le résumé des passages que je trouvais importants, mais un résumé d'un texte scientifique -même si c'est de la vulgarisation- c'est comme tout: ça dépend qui le fait et du niveau de connaissance de la personne, c-a-d dans mon cas heu...
Tout le texte -à part ce que j'ai souligné en forme de note- provient du livre.
============================== ============================== ==============
John Wheeler a résumé leurs découvertes (Hawkins, Penrose, etc.) en disant que «*les trous noirs n’ont pas de cheveux*». Il entendait par là qu’à l’exception d’un petit nombre de signes particuliers, tous les TN se ressemblent.[…]
Deux TN de même masse, de mêmes charges et de même moment angulaire sont rigoureusement identiques. Les TN n’ont pas de «*permanentes élaborées*» - c-a-d d’autres traits distinctifs - qui les distingueraient les uns des autres. Souvenez-vous que ce sont justement ces propriétés -masses, charges et spins- qui distinguent une particule élémentaire d’une autre. Au fil des années, ces analogies ont conduit beaucoup de chercheurs à penser que les TN pourraient n’être en fait que de gigantesques particules élémentaires.[…]
Dans la théorie d’Einstein, il n’existe pas de masse minimale pour un TN. Mais il y a un hic. Les TN astrophysiques, dont les masses sont égales à plusieurs masses solaires, sont si énormes et si lourds que la théorie quantique n’entre pas en ligne de compte.: les seules équations de la RG suffisent à expliquer leurs propriétés.[…] Or, en tentant de fabriquer des TN de moins en moins massifs, on arrive à un point où ils deviennent si légers et si petits que la théorie quantique entre tout de même dans la danse. Cela se produit si la masse totale du trou noir est inférieure ou égale à la masse de Planck.
(Note: La masse de Planck s'exprime par l'équation suivante*:mP=√ℏc/G {Depuis le 2 juin 2011, la valeur de la masse de Planck recommandée par le Comité de données pour la science et la technologie (CODATA) est de* mP=2,17651(13)×10-8 kg avec une erreur relative égale à 6×10-5}. D’un point de vue des particules comme le proton, la masse de Planck est énorme !)[…]
La physique a cela de particulièrement excitant que l’état des connaissances peut changer radicalement du jour au lendemain.[…]
La théorie des cordes établit le premier lien théorique intéressant entre trous noirs et particules élémentaires.[…] Les mathématiciens et les physiciens savent depuis longtemps que, lorsque 6 dimensions spatiales sont enroulées en forme de Calabi-Yau, celle-ci englobe généralement 2 formes de sphères. La première est la sphère bidimensionnelle, l’autre est plus difficile à décrire mais non moins fréquent. Il s’agit de sphères tridimensionnelles possédant 4 dimensions spatiales étendues.[…]
On envisage des sphères à deux voire une dimension en théorie des cordes. La première est un cercle et la deuxième à deux points équidistants de leur centre. Cette géométrie -*ou ce type de géométrie assez abstraite*- cherche à représenter ce qui se passe quand un espace se «*déchire*», concept aussi assez difficile à s’imaginer. […] Le rapport entre trous noirs et particules élémentaires ressemble beaucoup à un phénomène appelé «*transition de phase*».[…] La puissance de la théorie des cordes se révèle dans la notion d’entropie d’un trou noir.[…]
L’entropie est une mesure du désordre.[…] On associe une valeur numérique à l’entropie: plus le nombre est grand plus elle sera élevée et plus il est petit plus l’entropie est faible. Les détails sont un peu compliqués, mais grosso modo, cette grandeur compte le nombre de réarrangements possibles des ingrédients d’un système physique donné qui laissent intacte son apparence globale.[…]
En 1970, Jacob Bekenstein qui préparait sa thèse de doctorat, a eu une idée audacieuse. Il a proposé que les TN puissent avoir une entropie - une énorme entropie. Ce qui le motivait c’était la respectable seconde loi de la thermodynamique, très bien vérifiée, qui dit que l’entropie d’un système croit nécessairement: tout tend vers un plus grand désordre.[…]
Mais que se passe-t-il si l’on range son bureau près de l’horizon d’un TN et que l’on installe une pompe à vide qui aspire toutes les molécules d’air fraichement agitées pour les rejeter dans les profondeurs cachées à l’intérieur de l’horizon ?[…] Puisque l’entropie de votre pièce a diminué, il en déduisit que pour satisfaire la seconde loi de la thermo il fallait que le TN possède une entropie, et que celle-ci augmente suffisamment, lorsqu’il absorbait de la matière, pour compenser la diminution d’entropie à l’extérieur. Hawking avait montré que dans n’importe quelle interaction physique, l’aire de l’horizon d’un TN augmente forcément. Il argumentait que lorsqu’un astéroïde tombait dans un TN - ou une étoile, ou que deux TN fusionnaient entre eux par suite d’une collision-, l’aire totale de l’horizon du TN augmentait toujours. Pour Bekenstein, cela suggérait que l’augmentation de l’aire de l’horizon ait un lien direct avec son entropie, et donc en fournissait une mesure précise.
(Note de shub: autre hypothèse science-fictionnesque, cela pourrait-il signifier que le TN soit un «*aspirateur d’entropie*» ? Or l’entropie mesurant le désordre, le TN si on suit cette voie éliminerait tout ou partie (ce qui passe à sa portée en fait) de ce qui serait facteur de désordre dans l’univers pour ne conserver ou laisser intact en tout cas que ce qui est ordonné ou le plus possible. On flirte dans cette hypothèse avec la question fondamentale du passage du chaos primordial à l’auto-organisation après le Big Bang et dans lequel les TN, en l’occurrence les TN primordiaux joueraient un rôle primordial pour expliquer l’organisation de l’univers en matière dans un premier temps. Conserver le plus d’ordre possible et pour cela aspirer le désordre, aussi le plus possible et qui passe à portée ? Une hypothèse plutôt osée mais bon, pourquoi pas ? Mais les positions des autres physiciens semblent avoir invalidé cette théorie du TN comme aspirateur d’entropie)[…]
La principale objection est que l’entropie est un concept quantique alors que les TN, surtout les massifs, restaient désespérément fidèles à la RG. L’autre est que 3 grandeurs suffisent à identifier le TN: une fois cela fait, son identité est acquise et demeure et ne devrait pas changer ce qui fait tomber cette hypothèse du TN, «*aspirateur d’entropie de l’Univers*». Avec si peu de caractéristiques définitives, le TN semble ne pas posséder une structure suffisante pour abriter un quelconque désordre.
(Note de shub: comprends pas! Si le TN absorbe tout ce qui tombe sur lui ou passe à proximité, au moins sa masse devrait changer en s’accroissant non ?)[…]
La grande découverte de Hawking étaient que les TN contrairement à toutes les suppositions émettent bien des radiations, d’un point de vue quantique. Il a compris que la puissance gravitationnelle du TN pouvait fournir à une paire virtuelle, une paire de photons p.ex., l’énergie qui suffirait à les séparer juste assez pour que l’une soit aspirée par le TN. Son alter ego ayant disparu dans les entrailles du TN, l’autre photon n’a plus de de partenaire avec qui s’annihiler. Hawking a montré que le photon restant recevrait même un élan d’énergie de la force gravitationnelle du TN et , alors que son partenaire tomberait à l’intérieur, lui se trouverait éjecté au loin.[…] Ce phénomène apparaîtrait pour à un observateur extérieur à un rayonnement.[…] Les TN ont une entropie, et ils ont une température. Et les lois gravitationnelles de la physique des TN ne sont qu’une réécriture des lois de la thermodynamique dans un contexte gravitationnel complètement atypique. […]
(Résumé de la suite: ensuite Brian Greene va évoquer le déterminisme quantique comme suite ou remplacement du déterminisme classique laplacien, en disant que l’idée de déterminisme est sauvegardée en considérant non plus des lois et les conditions initiales comme chez Laplace mais en prenant à la place -ou en leur substituant- la fonction d’onde de Schrödinger (revue par Dirac) mais aussi le principe d’incertitude d’Heisenberg. Ensuite suivra tout un développement sur le paradigme informationnel avec à la clé la théorie de conservation de l’information reprise par Susskind.)
«*La plupart des physiciens veulent croire que l’information n’est pas perdue, car cela assurerait que le monde est un lieu sûr et prévisible. Mais je crois que si on prend au sérieux la RG, on doit accepter l’éventualité que l’espace-temps se noue lui-même (note de shub: idée difficile à comprendre mais soit!) et que l’information se perde dans ses replis. La question de savoir si oui ou non il y a perte d’information est aujourd’hui une des principales questions de la physique.*» (citation de Hawking)[…]
Le second mystère non résolu est celui de la nature de l’espace-temps en leur centre. Une application directe de la relativité remontant aux travaux de Schwarzschild montre que la masse et l’énergie énormes entassées au cœur du TN engendrent une fissure destructrice de l’espace-temps, qui le déforme de manière radicale en un état de courbure infinie: il est pincé par une singularité spatio-temporelle. Une conclusion des physiciens: puisque toute la matière qui a traversé l’horizon est inexorablement attirée vers le point central du TN, et puisque cette matière n’a aucun futur alors au cœur du TN le temps touche à sa fin.
-----
Envoyé par viiksu 
.