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De minuscules trous noirs primordiaux pourraient exister dans un univers à cinq dimensions

par Paul Arnold, Phys.org

Édité par Gaby Clark, révisé par Robert Egan

Notes de la rédaction

L'essentiel

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Cette vue d'artiste propose une représentation imaginative de petits trous noirs primordiaux. En réalité, de tels trous noirs minuscules auraient du mal à former les disques d'accrétion qui les rendent visibles ici. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA

À notre connaissance, les trous noirs primordiaux (TNP) n'existent pas. Toutefois, s'ils existaient, ces objets hypothétiques se seraient formés au tout début de l'Univers — et non à partir d'étoiles en fin de vie — et pourraient même constituer la matière noire. Mais ce n'est pas tout : leur formation aurait pu être encore plus singulière si elle s'était produite dans un univers doté d'une « dimension sombre », un autre concept théorique. Ce dernier postule que notre espace comporte une dimension spatiale supplémentaire cachée.

Dans ce monde d'hypothèses, un article publié dans la revue *Physical Review D* examine comment des trous noirs primordiaux se formeraient et subsisteraient dans un tel univers.

L'irruption de la dimension sombre

Selon la cosmologie standard, notre univers fonctionne en quatre dimensions : trois dimensions spatiales (longueur, hauteur et largeur) et une dimension temporelle. Or, le scénario de la dimension sombre y ajoute une dimension spatiale supplémentaire invisible.

On estime que cette dimension mesure environ un micron de large et qu'elle échappe à notre perception. Alors que la matière et les forces ordinaires sont confinées dans notre espace quadridimensionnel classique, la gravité peut s'étendre dans cette dimension supplémentaire. Comme les trous noirs primordiaux peuvent être extrêmement petits, cette dimension sombre aurait pu modifier les conditions de leur formation et de leur survie.

Comment les scientifiques peuvent-ils alors étudier une possibilité aussi étrange ? La réponse ne provient pas d'observations, mais de travaux théoriques approfondis en mathématiques et en physique menés par une équipe dirigée par Luis Anchordoqui, du Lehman College (États-Unis). Les chercheurs ont appliqué des règles proposées pour la gravité quantique afin d'analyser le comportement des trous noirs dans le cadre de la théorie de la dimension sombre. Ils ont également cherché à déterminer si ces objets se comporteraient comme des entités quadridimensionnelles classiques ou comme des entités à cinq dimensions. « Dans cet article, nous réexaminons les mécanismes de formation des trous noirs primordiaux (TNP) et nous nous demandons si, dans le cadre du scénario de la "dimension sombre", ces derniers sont effectivement des trous noirs à quatre ou à cinq dimensions », ont écrit les auteurs de l'étude.

De quatre à cinq dimensions

Leurs calculs ont révélé un scénario plutôt singulier. Certains trous noirs primordiaux se comporteraient initialement comme des objets classiques à quatre dimensions, avant de devenir instables et de se transformer en trous noirs à cinq dimensions. D'autres, formés à partir de cordes cosmiques, seraient quant à eux à cinq dimensions dès leur origine.

Quant à leur survie, la dimension supplémentaire modifie leur durée de vie potentielle. « Nous démontrons par ailleurs que les TNP issus de cordes cosmiques peuvent avoir une durée de vie comparable à l'âge de l'Univers. »

Bien que ces travaux relient deux mystères pour n'en former qu'un seul, plus vaste, ils laissent encore en attente une preuve concrète. Toutefois, si l'une ou l'autre de ces hypothèses s'avérait fondée, elle pourrait nous fournir des informations précieuses sur la physique des hautes énergies à l'aube de l'Univers.

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RESUME

De minuscules trous noirs primordiaux pourraient exister dans un univers à cinq dimensions

Dans un modèle théorique incluant une dimension spatiale supplémentaire, certains trous noirs primordiaux se comportent initialement comme des objets à quatre dimensions avant de devenir instables et de basculer vers cinq dimensions. Ceux formés à partir de cordes cosmiques seraient quant à eux à cinq dimensions dès leur naissance et pourraient subsister aussi longtemps que l'âge de l'Univers. Ni les trous noirs primordiaux ni cette dimension supplémentaire n'ont été observés à ce jour.

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COMMENTAAIRES

 Cet article repose sur un mécanismùe  lié a une théorie proposé il y a une trentaine d années ,la théorie des  Cordes  cosmiques ...

Je dois donc rappeler  que  cette théorie repose sur la brisure spontanée de symétrie dans l'univers primordial, lors de transitions de phase survenues juste après le Big Bang (ou à l'issue de l'inflation cosmique).Il y a accumulation   de toutes   sortes d'hypothèes  et  la dimension et la taille ,la struture 

 de  ces phénomènes  

élémtaires  est inconnue  ...En 1995, le physicien Edward Witten a montré que les cinq théories des supercordes existantes et la supergravité en onze dimensions étaient en réalité des facettes d'une seule et même théorie plus vaste : la théorie M. ETC    .....

Je n 'y trouve  ruen de trés convaincant !!!!!!NI TESTABLE !