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Les trous noirs primordiaux, des objets ultracompacts créés au début de l’existence de l’Univers
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Les astronomes s'intéressent aux trous noirs primordiaux, une forme de trou noir dont on sait peu de choses et qui pourrait avoir la taille d'un atome, mais une masse de plusieurs milliards de tonnes. Leur existence n'a pas encore été prouvée, mais elle pourrait potentiellement apporter une explication à la matière noire de l'univers qui constituerait ce dernier à 27 %. Les trous noirs primordiaux sont des trous noirs hypothétiques de la taille d’un atome. Ils se seraient formés durant l’époque de l’univers primordial. Un moment, où notre univers ne contenait aucune structure telle que les étoiles et les galaxies.
Ces trous noirs primordiaux font partie de la famille des trous noirs. Leur existence a été prédite entre 1907 et 1915, par le célèbre physicien Albert Einstein et sa loi de la relativité générale. Lorsqu’une étoile très massive a transformé tout son carburant nucléaire, elle expulse ses couches externes dans l’espace lors d’une explosion qu’on appelle supernova. Quant à son noyau, il s’effondre sur lui-même. Ce qui crée une région infiniment petite appelée singularité. Le champ gravitationnel d’un trou noir est tellement fort qu’il "avale" tout ce qui passe à sa portée. Même la lumière qui est absorbée par un trou noir ne peut s’en échapper. On qualifie un tel objet de noir, car il n’émet pas et ne diffuse pas de lumière. Un trou noir se caractérise par un horizon des événements, une sorte de zone de non-retour en quelque sorte.
Il existe plusieurs sortes de trous noirs. Les plus massifs, qu’on appelle trous noirs supermassifs, peuvent avoir une masse qui peut atteindre des milliards de fois la masse du soleil. Sagittarius A* est un trou noir supermassif qui se trouve au centre de la Voie lactée. On estime sa masse à 4,152 millions de masses solaires. Situé à 13,1 milliers d’années-lumière de la Terre, J1342+0928 est un quasar qui pèse 800 millions de masses solaires. Un quasar est un trou noir supermassif. Il s’entoure d’un amas de galaxies très lumineuses et qui émet un puissant rayonnement. Les trous noirs stellaires sont des trous noirs plus communs dont la masse est de 10 à 20 fois la masse du soleil. Il existerait aussi des trous noirs de masses intermédiaires de quelques milliers de masses solaires.
Les astronomes pensent également qu’il existerait un autre type de trous noirs. Ils se seraient formés dans l’univers primitif à cause des variations de densité de la matière dans un environnement où la température et la pression étaient extrêmement élevées. Ces trous noirs primordiaux sont toujours actuellement une hypothèse. Ils peuvent avoir n’importe quelle masse. Quant à leur taille, elle peut aller de la taille d’une particule atomique à plusieurs dizaines ou centaines de kilomètres. Un tel objet pourrait par exemple avoir la taille d’un atome et une masse de plusieurs centaines de milliards de tonnes !
Les trous noirs s’évaporent au fur et à mesure du temps qui passe en émettant un rayonnement de Hawking jusqu’à ce qu’ils aient disparu. En réalité, la "durée de vie" d’un trou noir est proportionnelle au cube de sa masse. Les plus massifs sont ceux qui subsistent le plus longtemps. Comme ses homologues, un trou noir primordial perd de la masse à grande vitesse et finit par s’évaporer rapidement. Jusqu’à présent, les astronomes n’ont jamais été en mesure de détecter ces trous noirs primordiaux. Les scientifiques travaillent pourtant avec acharnement sur ce sujet. En effet, certains pensent que les trous noirs primordiaux pourraient faire partie de la mystérieuse matière noire de l’univers. Elle aurait une masse six fois supérieure à celle de la matière visible et pourrait constituer jusqu’à 27 % de l’univers.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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