Les trous noirs sont l'un des objets les plus mystérieux de l'espace, mais la fusion de deux au début de cette année, enregistrée avec une grande précision grâce à la progression des détecteurs, a servi à valider certaines des théories que Stephen Hawking leur a formulées.
Lorsque deux trous noirs entrent en collision et fondent en un, l'événement déforme l'espace lui-même, créant des vagues dans l'espace-temps qui se propagent à travers l'univers, comme des ondes sonores qui résonnent d'une cloche qui a été battue.
Ce type de vagues qui déforme l'espace, appelé Gravitation, a été détecté pour la première fois il y a seulement dix ans et fournit beaucoup d'informations sur les objets à partir desquels ils proviennent.
La fusion des deux trous capturés au début de l'année a fait l'objet d'une étude détaillée que la collaboration Ligo-Virgo-Kafra publiée dans Physical Review Letters.
L'article donne des informations sur les propriétés des trous noirs et la nature fondamentale de l'espace-temps, ce qui suggère comment ils correspondent à la physique quantique et à la relativité générale d'Albert Einstein, en plus de confirmer les théories de colportage et le mathématicien Roy Kerr.
L'astrophysicien Maximiliano ISI, de l'Institut Flatiron (États-Unis) et l'un des signataires du texte, souligne que la détection récente est « la vision la plus claire qui est jusqu'à présent de la nature des trous noirs ».
Grâce à cette détection, ils ont trouvé « , dit » certaines des preuves les plus fortes à ce jour « que les trous noirs astrophysiques sont prédits par la théorie de la relativité générale d'Einstein.
Pour les étoiles massives, les trous noirs sont la dernière étape de leur évolution et celles-ci sont si denses que même la lumière ne peut pas échapper à sa gravité.
The collision of two of them creates gravitational waves and, like a large iron bell, produces a different sound from a smaller aluminum bell, the sound of a fusion of holes is specific, due to the properties of each of them, explains the Simons Foundation, one of those involved in the study has already a decade that scientists can detect gravitational waves with special facilities such as Ligo in the United States Italy and Kagra in Japan, which are increasingly Sophistiqué et permettre de déterminer les caractéristiques de chaque trou.
Le signal d'onde gravitationnel détecté au début de l'année, baptisé comme GW250114, il est maintenant connu qu'il a provoqué une fusion qui a formé un trou noir avec une masse équivalente à 63 semelles et qui tourne à 100 révolutions par seconde.
L'équipe avait une vision complète de la collision, à partir du moment où les trous noirs sont entrés en collision pour la première fois aux réverbérations finales, lorsque le trou noir fusionné a été stabilisé dans son nouvel état, qui s'est produit seulement des millisecondes après le premier contact.
« Dix millisecondes semblent très peu de temps, mais nos instruments sont maintenant si bons qu'il suffit de vraiment analyser le son du dernier trou noir », explique ISI.
Les nouvelles observations ont permis de vérifier une conjecture clé qui remonte à des décennies et est que les trous noirs sont des objets fondamentalement simples, qui peuvent être décrits avec seulement deux caractéristiques: spin et masse, comme Kerr l'avait souligné en 1963.
Hawking a prédit en 1971 que l'horizon des événements d'un trou noir (sa limite extérieure, au-delà de laquelle rien, même la lumière, ne peut s'échapper) ne pourrait jamais diminuer en taille et maintenant une autre preuve a été obtenue que la surface du résultat d'une fusion n'est pas moins que la somme des deux trous noirs initiaux.
Lors de la confirmation du théorème de Hawking, les résultats indiquent les connexions avec la deuxième loi de la thermodynamique, qui établit qu'une propriété qui mesure le trouble d'un système, appelé entropie, doit augmenter, ou du moins rester constante, au fil du temps.
« Il nous dit que la relativité générale sait quelque chose sur la nature quantique de ces objets et que les informations, ou entropie, contenues dans un trou noir sont proportionnelles à sa zone », ajoute ISI.
Le scientifique souligne que le fait que la taille de l'horizon d'événement d'un trou noir se comporte sur la façon dont l'entropie a «des implications théoriques très profondes», car certains aspects des trous noirs pourraient être utilisés pour étudier mathématiquement la véritable nature de l'espace et du temps.
Pendant longtemps, – ce domaine «a été de pure spéculation mathématique et théorique», mais maintenant il est en mesure de voir «ces processus incroyables en action, ce qui met en évidence les grands progrès réalisés et continuera d'être réalisés» dans ce domaine.
