Trous blancs

Limpide ! Complexe, mais limpide et renversant !
Carlo Rovelli à l'art de nous ouvrir les yeux pour nous faire comprendre des phénomènes insolites et difficilement cernables pour tout un chacun.
Avec des mots simples il nous fait appréhender des notions pour le moins ardues.
Après Helgoland en 2021 sur la mécanique quantique, voici les énigmatiques trous blancs.
Ce petit livre de 160 pages nous démontre comment un trou noir devient un trou blanc via un effet tunnel avec effondrement jusqu'à des dimensions réduites à l'échelle de Planck suivi par une singularité expliquée par la gravité quantique à boucles.
Et on comprend la mécanique, même si ce n'est que théorique, car personne n'a encore aperçu de trous blancs alors que nous avons tous pu voir des trous noirs.
Peut être car les noirs sont gigantesques et les blancs tous très petits...

Dans un noir tout est avalé, dans un blanc tout est recraché.

Mais le plus extra-ordinaire, c'est qu'à l'intérieur tout se passe très vite,
alors qu'à l'extérieur (nous) il s'est passé des milliards d'années !
- Si vous rentrez dans un trou noir, vous en ressortez vite mais dans un futur très lointain -
La déformation de l'espace et du temps est du à la gravité.

Pour Rovelli, un trou noir c'est l'enfer de Dante, un trou blanc un cheveu qui flotte dans l'espace.
Et cette matière noire, invisible, qui ne se manifeste que par sa gravité,
serait elle due en partie par ces milliards de petits trous blancs ?

Je vous le dis, ce livre est renversant.

Lien : https://laniakea-sf.fr/

C'est toujours avec plaisir que je retrouve les écrit de Carlo Rovelli. Et celui-là traite d'un sujet qui m'interpelle, comme beaucoup d'amateur de physique théorique : les trous noirs. Car il ne faut pas s'y tromper. Si le titre de l'ouvrage est bien Les trous blancs, l'auteur est bien obligé de faire le point sur les connaissances fondamentales sur les trous noirs.

Et là, j'ai enfin appris ce qui me manquait pour comprendre ce concept et qui m'avait toujours échappé dans les autres livres : Que ce passe-t-il au coeur d'un trou noir. Pas à la limite de Schwarzschild, cette surface virtuelle en-deça de laquelle la vitesse d'échappement gravitationnelle est est supérieure à la vitesse de la lumière ; dans cette zone de l'espace qu'on ne peut observer de l'extérieur.

Carlo Rovelli nous explique un point important : l'infini est une hypothèse mathématique qui n'a pas vraiment de sens en physique. Comme il le dit si bien : si une équation de physique donne un résultat infini, c'est qu'on a fait une erreur de calcul ou que la théorie est inapropriée. Il en est donc arrivé à la conclusion que l'effondrement du trou noir sur lui-même ne peut se poursuivre indéfiniment. Un trou noir a un volume minimum. Ce volume minimum, c'est le volume de Planck de la mécanique quantique. Et que fait l'énergie qui arrive au fond du trou ? Elle rebondi, comme le ferait une balle. Et voilà un trou blanc.

Vous voulez en savoir plus ? lisez ce livre. Il est plutôt court et contient l'essentiel. Rassurez-vous pas de formules compliquées. Ce n'est pas dans les habitudes de l'auteur.

P.S. : page 83, il rappelle que, du point de vue quantique l'espace est constitué de petits volumes d'un diamètre égal à la longueur de Planck qui ont un comportement quantique. Ces petits volumes sont munis d'un spin (l'équivalent quantique d'un mouvement de rotation) Bref, l'espace est constitué, cela cette vision des choses d'une infinité de petits tourbillons. C'est un peu l'idée de Descartes pour expliquer la transmission de la lumière dans le vide, non ? Et dire que certains l'ont pris pour idiot. :-)
Lien : https://sciences.gloubik.inf..

L'auteur a-t-il essayé de nous troubler avec sa « théorie de la gravité quantique à boucles » ? Il a au moins réussi à nous faire planer vers l'infini et ce qui est troublant, c'est que même si on ne comprend pas l'essentiel, l'envie d'arriver à la fin du livre nous tenaille. Il nous éclaire un peu (en fonction de nos aptitudes) et stimule notre curiosité ! Ce n'est pas parce que voir le soleil partir à l'ouest est une belle illusion qu'il faut s'en offusquer ! Les effets de la perspective sont majestueux. Et picorer un peu de la connaissance des grands cerveaux est utile, au moins pour se distinguer des « platistes » qui font vraiment pitié... (clin d'oeil à A. Einstein quand il dit « deux choses sont infinies : l'Univers et la bêtise humaine » Il faut admettre et chercher son équilibre dans un monde en perpétuel déséquilibre. Admettre qu'on peut avoir du mal à imaginer la réalité d'un trou noir ou d'un trou blanc, et si les deux sont liés ou compatibles. le fait de douter est une preuve d'honnêteté, largement inexistante dans notre monde de brutes. Si on cherche à comprendre, et voir au-delà de l'horizon, on est coincé par la définition même de ce mot (du grec horizein = borner) qui est : « ligne fictive qui recule à mesure que l'on avance » . Alors économisons nos forces et cherchons l'apaisement dans la contemplation d'un poétique coucher de soleil ; laissons la place au rêve qui peut simplement faire oublier les illusions d'optique... Et merci à Carlo Rovelli.

L'idée du rebond via un trou blanc d'une étoile qui s'effondre via un trou noir, à cause des quanta d'espace-temps me plait bien (me fait rêver en fait 😊).

Même si cette idée est intellectuellement séduisante, elle est pour l'heure uniquement spéculative.
La naissance d'une étoile puis son effondrement en trou noir après avoir consommé tout son hydrogène, font désormais consensus.
Mais que ce passe-t-il au delà de l'horizon d'un trou noir ?

Vu de l'extérieur, le temps semble s'arrêter et la gravité semble devenir infinie.
Albert Einstein nous a appris la relativité, nous pouvons donc imaginer, qu'au niveau local de l'étoile, le temps reste inchangé au passage de l'horizon.

Que se passe-t-il ensuite à l'intérieur du trou noir ?
Les calculs (basés sur les équations d'Einstein) montrent que l'espace- temps s'étire et que l'étoile continue de s'effondrer.
Mais ces équations montrent une singularité (comprendre, un signe que le modèle n'est plus fiable) aux dimensions de Planck (le fameux "mur de Planck").

C'est là que la physique quantique pourrait apporter des réponses.

Les hypothèses exposées ici sont les suivantes :
- L'étoile continue à s'effondrer jusqu'à la limite imposée par ses quanta d'énergie et de matière.
- Ensuite il y a un phénomène de rebond pour ces quanta.

Mais qu'en est-il de l'espace-temps lui même ?
Est-il lui-même formé de quanta ?
Peut-il lui-même subir un rebond ? Subir un saut quantique ?

C'est ce que tente de démontrer le modèle de "gravitation quantique à boucles"

Autre inconfort dans la démarche, pour l'heure, nous imaginons des phénomènes au sein de l'espace-temps.
Mais s'il est lui-même constitué de quant, alors au sein de quoi ?

Après ce saut quantique de l'espace-temps et le rebond de cette "étoile de Planck", les équation d'Einstein sortent de leur singularité et les calculs prédisent une sortie des quanta via l'horizon d'un "trou blanc".

Pouvons nous les voir ? Pas pour l'instant.
Les quanta résiduels de ce processus sont-ils des quanta connus ? Personne ne sait le conjecturer.
Ces quanta ne permettraient-ils pas d'expliquer "la matière sombre" ou "l'énergie sombre ?
Ce serait merveilleux mais là nous sommes dans la métaphysique.

Bien sûr, tout cela est spéculatif et même plus.
Mais quelle belle expérience de pensée.

Si vous aussi, ces études vous font rêver, alors lisez-le.

Livresquement vôtre

Astro Physicien, spécialiste de la gravité quantique à boucle, Carlo Rovelli est aussi un formidable conteur qui nous fait partager son émerveillement pour des objets célestes existants ou à découvrir qui le fascinent. Ses spéculations reposent quand même sur des recherches solides qu'il a effectuées au cours de sa carrière, en particulier avec Lee Smolin et ses rêves ne sont peut-être pas loin d'une réalité encore ignorée. Son style, ses références littéraires (Dante) agrémentent son discours d'une
poésie enchanteresse. Troublant !