SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNELENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/ WEEK 09 P2

 

 Voici ma proposition de traduction PHYD OF/SCI semaine 09 pour aujpdhui et je  suis très curieux de la réaction de mes lecteurs  car je ne croyais pas possible de « « vérifier » cette prédiction d’Hawking !
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‘’Researchers observe stationary Hawking radiation in an analog black hole”

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Des chercheurs observent le rayonnement stationnaire de Hawking dans un trou noir analogique

par Ingrid Fadelli, Phys.org

 

PHOTOCrédit: CC0 Public Domain

Les trous noirs sont des régions de l'espace où la gravité est très forte - si forte que rien de ce qui y pénètre ne peut s' en échapper, y compris la lumière. Les prédictions théoriques suggèrent qu'il existe un rayon autour des trous noirs connu sous le nom d'horizon des événements. Une fois que quelque chose passe l'horizon des événements, il ne peut plus échapper à un trou noir, car la gravité devient plus forte à l'approche de son centre.

 

 

Le physicien théorique Stephen Hawking a prédit que si rien ne peut s'échapper de l'intérieur d'eux, les trous noirs émettent spontanément une quantité limitée de lumière,  désormais connue sous son nom . Selon ses prédictions, ce rayonnement est spontané (c'est-à-dire qu'il provient de rien) et stationnaire (c'est-à-dire que son intensité ne change pas beaucoup avec le temps).

 

Des chercheurs du Technion-Israel Institute of Technology ont récemment mené une étude visant à tester les prédictions théoriques de Hawking. Plus précisément, ils ont examiné si l'équivalent du rayonnement de Hawking dans un «trou noir artificiel» créé dans un laboratoire était stationnaire.

 

"Si vous entrez dans l'horizon des événements, il n'y a aucun moyen de sortir, même pour la lumière", a déclaré Jeff Steinhauer, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, à Phys.org. "Le rayonnement de Hawking commence juste à l'extérieur de l'horizon des événements, là  où la lumière peut à peine s'échapper. C'est vraiment étrange parce qu'il n'y a rien là-bas; c'est un espace vide. Pourtant, ce rayonnement part de rien, sort et se dirige vers la Terre."

 

Le trou noir artificiel créé par Steinhauer et ses collègues mesurait environ 0,1 millimètre de long et était constitué d'un gaz composé de 8 000 atomes de rubidium, ce qui est un nombre relativement faible d'atomes. Chaque fois que les chercheurs en prenaient une photo, le trou noir était détruit. Pour observer son évolution dans le temps, ils ont donc dû produire le trou noir, le prendre en photo puis en créer un autre. Ce processus a été répété plusieurs fois, pendant des mois.

 

Le trou noir analogique créé par les chercheurs. Crédit: Kolobov et al.

Le rayonnement Hawking émis par ce trou noir analogique est constitué d'ondes sonores plutôt que d'ondes lumineuses. Les atomes de rubidium s'écoulent plus rapidement que la vitesse du son, de sorte que les ondes sonores ne peuvent pas atteindre l'horizon des événements et s'échapper du trou noir. En dehors de l'horizon des événements, cependant, le gaz s'écoule lentement, de sorte que les ondes sonores peuvent se déplacer librement.

 

"Le rubidium coule vite, plus vite que la vitesse du son, et cela signifie que le son ne peut pas aller à contre-courant", a expliqué Steinhauer. "Disons que vous essayiez de nager à contre-courant. Si ce courant va plus vite que vous ne pouvez nager, donc  vous ne pouvez pas avancer, vous êtes repoussé parce que le flux se déplace trop vite et dans la direction opposée, donc vous  dites ‘’Je suis coincé.’’ C'est ce que ce serait d'être coincé dans un trou noir et d'essayer d'atteindre l'horizon des événements depuis l'intérieur. "

Selon les prévisions de Hawking, le rayonnement émis par les trous noirs est spontané. Dans l'une de leurs études précédentes, Steinhauer et ses collègues ont pu confirmer cette prédiction dans leur trou noir artificiel. Dans leur nouvelle étude, ils ont cherché à savoir si le rayonnement émis par leur trou noir est également stationnaire (c'est-à-dire s'il reste constant dans le temps).

 

"Un trou noir est censé rayonner comme un corps noir, qui est essentiellement un objet chaud qui émet un rayonnement infrarouge constant (c'est-à-dire un rayonnement du corps noir)", a déclaré Steinhauer. "Hawking a suggéré que les trous noirs sont comme des étoiles régulières, qui émettent un certain type de rayonnement tout le temps, constamment. C'est ce que nous voulions confirmer dans notre étude, et nous l'avons fait."

 

Le rayonnement de Hawking est composé de paires de photons (c'est-à-dire de particules lumineuses): une émergeant d'un trou noir et une autre retombant dans celui-ci. En essayant d'identifier le rayonnement Hawking émis par le trou noir analogique qu'ils ont créé, Steinhauer et ses collègues ont donc recherché des paires d'ondes sonores similaires, l'une sortant du trou noir et l'autre se déplaçant dans celui-ci. Une fois qu'ils ont identifié ces paires d'ondes sonores, les chercheurs ont tenté de déterminer s'il existait des soi-disant corrélations entre elles.

 

"Nous avons dû collecter beaucoup de données pour voir ces corrélations", a déclaré Steinhauer. "Nous avons donc pris 97 000 répétitions de l'expérience, soit un total de 124 jours de mesure continue."

 

Dans l'ensemble, les résultats semblent confirmer que le rayonnement émis par les trous noirs est stationnaire, comme l'a prédit Hawking. Bien que ces résultats s'appliquent principalement au trou noir analogique qu'ils ont créé, des études théoriques pourraient aider à confirmer si elles peuvent également être appliquées à de vrais trous noirs.

 

"Notre étude soulève également des questions importantes, car nous avons observé toute la durée de vie du trou noir analogique, ce qui signifie que nous avons également vu comment le rayonnement Hawking a commencé", a déclaré Steinhauer. «Dans les études futures, on pourrait essayer de comparer nos résultats avec des prédictions de ce qui se passerait dans un vrai trou noir, pour voir si le« vrai »rayonnement Hawking part de rien et s'accumule ensuite, comme nous l'avons observé.

 

À un moment donné au cours des expériences des chercheurs, le rayonnement entourant leur trou noir analogique est devenu très fort, car le trou noir a formé ce qu'on appelle un `` horizon intérieur ''. En plus de l'horizon des événements, la théorie de la relativité générale d'Einstein prédit l'existence d'un horizon intérieur, un rayon à l'intérieur des trous noirs qui délimite une autre région plus proche de son centre.

 

Dans la région à l'intérieur de l'horizon intérieur, l'attraction gravitationnelle est beaucoup plus faible, ainsi les objets peuvent se déplacer librement et ne sont plus attirés vers le centre du trou noir. Pourtant, ils sont toujours incapables de quitter le trou noir, car ils ne peuvent pas traverser l'horizon intérieur dans la direction opposée (c'est-à-dire se diriger vers l'horizon des événements).

 

"Essentiellement, l'horizon des événements est la sphère extérieure d'un trou noir, et à l'intérieur de celui-ci, il y a une petite sphère appelée l'horizon intérieur", a déclaré Steinhauer. "Si vous tombez à travers l'horizon intérieur, alors vous êtes toujours coincé dans le trou noir, mais au moins vous ne ressentez pas l'étrange physique régnant dans un trou noir. Vous seriez dans un environnement plus 'normal', car l'attraction de la gravité serait plus faible, donc vous ne la sentiriez plus. "

 

Certains physiciens ont prédit que lorsqu'un trou noir analogique forme un horizon intérieur, le rayonnement qu'il émet devient plus fort. Fait intéressant, c'est exactement ce qui s'est passé dans le trou noir analogique créé par les chercheurs du Technion. Cette étude pourrait ainsi inspirer d'autres physiciens à étudier l'effet de la formation d'un horizon intérieur sur l'intensité du rayonnement Hawking d'un trou noir.

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Explore further

 

Researcher devises a new way to mimic Hawking radiation in a lab

More information: Observation of stationary spontaneous Hawking radiation and the time evolution of an analog black hole. Nature Physics(2021). DOI: 10.1038/s41567-020-01076-0

Journal information: Nature Physics 8888888888888888888888888888888888

MES COMMENTAIRES

Je ne veux pas critiquer  les auteurs du travail  car en fait  sa présentation résuLte de la traduction et de la présentation de  Ingrid Fadelli , Phys.org qui en prend à son aise  avec cet effet Hawking –Bekenstein  ( l »évaporation des trous noirs)!!!….

En fait l’effet joue avec  la « porosité » des trous noirs pour des paires de particules et d’antiparticules   et non  avec des photons car l’anti photon n’existe pas !!!! Par conséquent bien que je trouve astucieuse  l’idée  de  chercher à créer des trous noirs «  analogiques » avec des ondes acoustiques,  pour moi « comparaison n’est pas raison » »  et je remets en question  la totalité des résultats ….

Je vais répéter   ma conviction  sur l‘ignorance   où nous en sommes concernant  la « réalité  interne » du contenu d’ un trou noir stellaire  … Et les efforts de Stephen Hawking  pour y introduire   une  petite trace de mécanique quantique  sont méritoires  mais  la réalité  ( effectiveness) de son rayonnement  n’ est pas encore prouvée expérimentalement …. Ni d ailleurs théoriquement  …..

 

 

 

 

 

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