Eliminating singularities: Physicists describe the creation of black holes through pure gravity
limination des singularités : les physiciens décrivent la création de trous noirs par la gravité pure
par Université de Barcelone
Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public
Les trous noirs traditionnels, tels que prédits par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, contiennent ce que l'on appelle des singularités, c'est-à-dire des points où les lois de la physique s'effondrent. Identifier comment les singularités sont résolues dans le contexte de la gravité quantique est l'un des problèmes fondamentaux de la physique théorique.
Aujourd'hui, une équipe d'experts de l'Institut des sciences du cosmos de l'Université de Barcelone (ICCUB) a décrit pour la première fois la création de trous noirs réguliers à partir d'effets gravitationnels et sans avoir besoin de l'existence de matière exotique requise par certains modèles précédents.
Cette découverte, publiée dans la revue Physics Letters B, ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer notre compréhension de la nature quantique de la gravité et de la véritable structure de l'espace-temps.
Trous noirs sans singularités
Le terme matière exotique fait référence à un type de matière qui possède des propriétés inhabituelles que l'on ne trouve pas dans la matière ordinaire. Elle a souvent une densité énergétique négative, crée des effets gravitationnels répulsifs et peut violer certaines conditions énergétiques de la relativité générale.
La matière exotique est en grande partie théorique et n'a pas été observée dans la nature, mais elle est utilisée dans des modèles pour explorer des concepts tels que les trous de ver, les déplacements plus rapides que la lumière et la résolution des singularités des trous noirs.
La nouvelle étude démontre mathématiquement qu'une série infinie de corrections gravitationnelles d'ordre supérieur peut éliminer ces singularités et donner lieu à ce que l'on appelle des trous noirs réguliers.
Contrairement aux modèles précédents, qui nécessitaient de la matière exotique, cette nouvelle étude révèle que la gravité pure, sans champs de matière supplémentaires, peut générer des trous noirs réguliers sans singularités.
Cette découverte représente un écart significatif par rapport aux théories précédentes et simplifie les conditions nécessaires aux trous noirs réguliers.
« La beauté de notre construction est qu'elle se base uniquement sur des modifications des équations d'Einstein prédites naturellement par la gravité quantique. Aucun autre composant n'est nécessaire », explique le chercheur Pablo A. Cano, du Département de physique quantique et d'astrophysique de la Faculté de physique et de l'ICCUB.
ette découverte représente un changement significatif par rapport aux théories précédentes et simplifie les conditions nécessaires pour que les trous noirs soient réguliers.
« La beauté de notre construction est qu'elle est basée uniquement sur des modifications des équations d'Einstein prédites naturellement par la gravité quantique. Aucun autre composant n'est nécessaire », explique le chercheur Pablo A. Cano, du Département de physique quantique et d'astrophysique de la Faculté de physique et de l'ICCUB.
Les théories déployées par l'équipe de l'ICCUB sont applicables à toute dimension de l'espace-temps supérieure ou égale à cinq. « La raison pour laquelle il faut considérer des dimensions d'espace-temps plus élevées est purement technique », explique Cano, « car cela nous permet de réduire la complexité mathématique du problème ».
Les chercheurs affirment cependant que « les mêmes conclusions devraient s'appliquer à notre espace-temps à quatre dimensions ».
« La plupart des scientifiques s'accordent à dire que les singularités de la relativité générale doivent finalement être résolues, même si nous savons très peu de choses sur la manière dont ce processus pourrait être réalisé. Notre travail fournit le premier mécanisme permettant d'y parvenir de manière robuste, bien que sous certaines hypothèses de symétrie », explique Robie Hennigar (UB et ICCUB).
« On ne sait pas encore clairement comment la nature empêche la formation de singularités dans l'univers, mais nous espérons que notre modèle nous aidera à mieux comprendre ce processus », déclare Hennigar.
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Exploration des découvertes dans des scénarios astrophysiques
L'étude explore également les propriétés thermodynamiques de ces trous noirs réguliers et révèle qu'ils sont conformes à la première loi de la thermodynamique. Les théories développées fournissent un cadre solide pour comprendre la thermodynamique des trous noirs de manière totalement universelle et sans ambiguïté. Cette cohérence ajoute de la crédibilité et une applicabilité potentielle aux résultats.
Les chercheurs prévoient d'étendre leurs travaux à l'espace-temps à quatre dimensions et d'explorer les implications de leurs découvertes dans divers scénarios astrophysiques. Ils souhaitent également étudier la stabilité et les éventuelles signatures observationnelles de ces trous noirs réguliers.
« Ces théories prédisent non seulement des trous noirs sans singularité, mais nous permettent également de comprendre comment ces objets se forment et quel est le sort de la matière tombant dans un trou noir. Nous travaillons déjà sur ces questions et nous nous attendons à trouver des résultats vraiment passionnants », conclut Cano.
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TRADUCTION DU RESUME SCUENCE X
Élimination des singularités : les physiciens décrivent la création des trous noirs par la simple gravité
Les trous noirs traditionnels, tels que prédits par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, contiennent ce que l'on appelle des singularités, c'est-à-dire des points où les lois de la physique s'effondrent. Identifier comment les singularités sont résolues dans le contexte de la gravité quantique est l'un des problèmes fondamentaux de la physique théorique.
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MON COMMENTAIRE
J e commence pour mes gentils élèves a dire que le concept de point de ''singularité '' n 'est que l aboutissement mathématique de la R G d Einstein ER RIEN DE PLUS !
Vouloir enfermer toute l 'énergie d une bulle d univers et la miniaturiser en un point n est que résulta d une équation contenant un point singulier !!!
Par ailleurs que d autres personnes postulent qu 'un trpo noir soit le résultat lui aussi d un tel concept n est qu 'une supposition de plus ... .....Lorsqu'une étoile en fin fe vie s effondre nova ou en hypernova puis en trou noir rien n indique les degrés d hyper densité et de température finale qu e son cadavre atteindra !!! seul reste visible le pouvoir d attraction gravitique qui reste visible sur le voisinage ....
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Rappelons maintenant a mes autres lecteurs que nous leur avons présenté le travaux de Carlo Rovelli 'France ) et Lee Smolin ( USA ) .... sur la
gravité quantique ...
La gravité quantique est une branche de physique
tentant d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale.
Une telle théorie permettrait notamment de comprendre les phénomènes impliquant de grandes quantités de matière ou d'énergie sur de petites dimensions spatiales, tels que les trous noirs ou l'origine des bulles d'Univers.
L'approche générale utilisée pour obtenir une théorie est, d'examiner les symétries et indices permettant de combiner la mécanique quantique et la relativité générale .... Le travail indiqué s inscrit dans la suite précédantr mais quel point sommes- nous d une ''réconciliation''MQ/RG
??
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More information: Pablo Bueno et al, Regular black holes from pure gravity, Physics Letters B (2025). DOI: 10.1016/j.physletb.2025.139260
Journal information: Physics Letters B
Provided by University of Barcelona
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