Comment les trous noirs peuvent à la fois exister et ne pas exister

Quand Stephen Hawkins et d'autres affirment que «les trous noirs n'existent pas», que veulent-ils dire? Ce débat d'astrophysiciens n'est pas qu'un débat de scientifiques: il éclaire non seulement notre progression en science, mais aussi le chemin qu'il nous reste à parcourir.


Les trous noirs n'existent pas: c'est la nouvelle marotte de certains scientifiques, parmi les rares sur la planète à maîtriser les subtilités de ces entités fascinantes. Le célèbre physicien britannique Stephen Hawking lui-même est de la partie, puisqu'il balançait dès janvier dernier cette assertion choc, largement relayée par les médias. Et reprise ces dernières semaines par une de ses consoeurs.
Pourtant, à l'occasion d'un article sur les dix commandements du trou noir, l'astrophysicien français Jean-Pierre Luminet, qui connaît Hawking –tout comme «ses déclarations fracassantes»–, nous confiait que «les trous noirs [n'étaient] plus spéculatifs en astrophysique aujourd'hui».
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Alors existe? Ou n'existe pas? On vous explique la dernière prise de tête des astrophysiciens qui, loin d'être une chicanerie de spécialistes, illustre à la fois jusqu'où nous sommes arrivés en matière de connaissance, mais également le chemin qu'il nous reste à parcourir. Et explique aussi très bien, au passage, pourquoi les scientifiques recherchent désespérement à rattacher par les deux bouts les lois de la physique actuelles en une théorie unifiée, sorte de Graal de la science.
Les trous noirs existent... mais peut-être pas comme on l'entendait jusque-là
Aujourd'hui en effet, deux grands pans de la physique s'ignorent encore: celle du gigantesque (la théorie de la relativité générale, que l'on doit en grande partie à Einstein) et celle du minuscule, des atomes, des particules (la théorie quantique).
Grâce à tout ça, néanmoins, l'humanité (enfin, quelques-uns de ses illustres représentants à gros cerveau) a réussi à formuler des hypothèses sur tout un tas de choses incroyables, telles que l'existence des trous noirs, ces machins cosmiques si denses qu'ils attirent et retiennent tout dans leur giron: matière, lumière –tout. Et a même réussi à en observer, du moins indirectement, comme nous vous l'expliquions il y a quelques jours.
Jusqu'à se poser une question bien précise, d'où part tout le débat, comme l'explique Stéphane Corbel, professeur à l’université Paris Diderot et membre du laboratoire AIM d'astrophysique: quelle information est-il possible de récupérer d'un trou noir?
«Si je brûle un livre, normalement, les cendres me permettent de savoir que du papier a brûlé... mais dans le cas du trou noir?»
«Pour la physique quantique, répond Jean-Pierre Luminet, l’information ne peut pas être perdue.» Pour Hawking en revanche, et la théorie classique, «une partie de celle-ci est irrémédiablement perdue».
Il en était tellement convaincu qu'il en a même fait le pari en 1997 –pratique apparemment commune chez Hawking. Associé à Kip Thorne, autre célèbre astrophysicien qui vient notamment d'épauler Christopher Nolan pour la mise en scène d'un trou noir dans son nouveau film Interstellar, Hawking a défié John Preskill, spécialiste des particules, qui maintenait pour sa part que l'information ne pouvait être perdue.
Jusqu'à avouer sa défaite en 2004, comme le raconte très bien John Preskill lui-même sur son site, et d'enfoncer encore davantage le clou cette année, avec sa fameuse affirmation «les trous noirs n'existent pas». Par laquelle Hawking ne nie donc ni les trous noirs eux-mêmes, ni le travail d'une vie, mais la définition classique des trous noirs, au sens de la relativité générale. En faisant au passage un peu son troll, comme il l'a déjà fait par le passé –en annonçant par exemple une apocalypse provoquée par un virus mortel ou par le boson de Higgs.

Ps un gigantesque séisme donc pour le commun des mortels, mais un sacré chamboulement tout de même pour la science, dans lequel Hawking admet, comme il l'explicitait alors à Nature, qu'au lieu de tout détruire, le trou noir «retient seulement temporairement la matière et l'énergie prisonnières avant d'éventuellement les relâcher [...]».
Une théorie pour les unifier toutes: la gravité quantique à boucles?
Là où la pseudo-polémique devient intéressante, c'est que pour être parfaitement expliqué, ce processus nécessiterait une théorie unifiant relativité générale et quantique: une... gravité quantique! «Un but qui échappe aux physiciens depuis presque un siècle», regrette encore Hawking dans Nature, qui précisait néanmoins, dans Petite histoire de l'univers, que si cette théorie n'a pas été élaborée, «nous connaissons avec certitude les caractéristiques [qu'elle] devrait posséder.»
Ce qui fait que plusieurs pistes ont déjà été creusées. Parmi elles, deux s'opposent particulièrement, la théorie des cordes, dont vous avez peut-être déjà entendu parler, et une autre, que Jean-Pierre Luminet juge prometteuse:
«La théorie de la gravité quantique à boucles.»
Qui permettrait de «quantifier la gravité, poursuit le spécialiste, en disant que l'espace et le temps sont, en gros, des particules».
Des «"grains" d'espace», ajoute un article de La Recherche, qui explique la genèse de cette théorie à boucles, grâce auxquels l'univers deviendrait «une sorte de gigantesque "lego" composé de volumes élémentaires certes minuscules, mais insécables».
De la physique à la métaphysique
Au-delà du côté ludique, la théorie de la gravitation à boucles permettrait non seulement d'unifier la physique mais aussi de mieux expliquer les trous noirs, aujourd'hui réduits à une «absurdité», d'un point de vue physique: ce que la science appelle une «singularité», un «point de courbure infini d’espace et de temps». Dont les chercheurs essaieraient aujourd'hui de se débarrasser, poursuit Jean-Pierre Luminet:
«Au cours de l'histoire, on a au fur et à mesure supprimé les singularités des théories car elles émergent quand des quantités infinies apparaissent. Quand ça arrive, on se dit que c’est bizarre, qu’il y a un problème avec la théorie car la physique veut que tout soit calculable.»
La singularité est en somme une sorte d'aménagement conceptuel, que l'on retrouvait par exemple, avant qu'elle en soit écartée, dans les premiers modèles sur l'atome, au début du XXe siècle. Cela ne signifie pas qu'elle n'existe pas à coup sûr, tout comme il n'est pas encore absolument certain que les trous noirs existent. Cela veut simplement dire que l'histoire des sciences, dans le cas des singularités comme des trous noirs, tend à dégommer les premières et à conserver les seconds.
«Cela fait trente ans que je vois passer des arguments (généralement pas publiables) réfutant pour une raison ou une autre l'existence des trous noirs. Aucun n'a tenu», nous expliquait ainsi Jean-Pierre Luminet, dont nous sollicitions l'avis après une nouvelle publication scientifique niant l'existence des trous noirs en septembre dernier, qu'il juge truffée d'erreurs. Le scientifique nous assurait alors ne pas croire «dur comme fer» en ces entités cosmiques, malgré ses années de travail. Mais simplement attendre, avant de s'en départir, une preuve tangible capable de les remplacer, ainsi que bien d'autres phénomènes spatiaux, tels que le Big Bang ou la déviation de la lumière.
Au passage, il n'y a pas que les trous noirs qui sont concernés par une singularité. On retrouve aussi cette aberration physique à l'origine même de l'univers, et du Big Bang dont serait partie, selon la théorie communément admise aujourd'hui, l'inflation cosmique. S'en débarrasser, en unifiant la physique, n'aurait pas uniquement des conséquences pour la science.
A en croire Stephen Hawking, toujours dans Petite histoire de l'univers, cet acte reposerait tout simplement la question de Dieu. Car «tant que l'univers débute à une singularité, on peut supposer qu'il a été créé par une entité extérieure». Mais sans ce point aux caractéristiques infinies, l'univers «est, tout simplement»: «Et dans ce cas, quelle serait la place de Dieu?»

Andréa Fradin

Comment les trous noirs peuvent à la fois exister et ne pas exister

Quand Stephen Hawkins et d'autres affirment que "les trous noirs n'existent pas", que veulent-ils dire? Ce débat d'astrophysiciens n'est pas qu'un débat de scientifiques: il éclaire non seulemen...

http://www.slate.fr/story/93941/stephen-hawking-trous-noirs-existent-pas

Stephen Hawking affirme que le boson de Higgs peut détruire l'univers... et se fait taxer de sensationnalisme

L'idée n'est pas nouvelle. Mais quand c'est Stephen Hawking qui la reprend, et la diffuse, forcément, elle fait du bruit. Dans un recueil intitulé Starmus, qui compile des tribunes données par des figures de la science lors d'une conférence du même nom, le célèbre physicien affirme:
«Le boson de Higgs a le potentiel inquiétant de devenir métastable à des énergies dépassant les 100 milliards de gigaélectron volt. Cela pourrait dire que l'univers pourrait subir une désintégration du vide catastrophique, avec une bulle s'étendant à la vitesse de la lumière. [...] Cela pourrait se produire à tout moment et nous ne le verrions pas venir.»
Si vous ne saisissez pas les subtilités de cette explication, dites-vous que l'idée sous-jacente est plutôt simple: l'univers est «à la lisière entre un univers stable et un univers instable», explique le physicien Joseph Lykken, cité par Live Science. C'est le concept de «métastabilité» employé par Hawking. Et c'est le boson qui pourrait tout faire basculer, et tout anéantir donc, pour peu qu'on soumette la «particule à d'incroyables niveaux d'énergie», résume le site Mic.
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Or, comme le reconnaît d'ailleurs Hawking lui-même, il est fortement improbable que l'humanité parvienne un jour à faire subir au boson des niveaux d'énergie pareils, par exemple au sein d'un accélérateur de particules. Bien sûr, il est toujours difficile de prévoir l'avenir, surtout dans le domaine de la science, mais Mic précise tout de même qu'il faudrait, selon les physiciens, «un appareil plus large que la Terre elle-même»!
Ce scénario, digne d'un film de Roland Emmerich, rappelle les fantasmes suscités en 2008 par le Cern et son accélérateur de particules, accusé, comme le rappelle Mic, de pouvoir créer un trou noir gigantesque susceptible d'engloutir la Terre.





Si cette théorie de bulle de vide cataclysmique circule depuis un moment, Le Point détaillant par exemple dès 2013 cette idée d'un «boson messager de l'apocalypse», la communauté scientifique regrette néanmoins que Stephen Hawking la reprenne aujourd'hui, le taxant même de sensationnalisme.
C'est loin d'être la première fois que les déclarations alarmistes et fracassantes du célèbre physicien agacent ses confrères: dès 2001, le site de la BBC se faisait l'écho de chercheurs reprochant à Hawking d'avoir annoncé une apocalypse provoquée par un virus mortel. Récemment, le chercheur avait aussi évoqué les risques d'une intelligence artificielle mal contrôlée par l'humanité.
En ce qui concerne le boson de Higgs, les observateurs vont même jusqu'à soupçonner un poil de mauvaise foi de la part d'Hawking. Comme le rappelle Cnet, ce dernier n'aime pas vraiment cette particule:

«D'abord, il y a le fait qu'il a perdu 100 dollars en pariant qu'on ne la découvrirait jamais. Ensuite, il a songé l'année passée que maintenant que le boson de Higgs avait été identifié, la physique allait devenir moins intéressante.»

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http://www.slate.fr/story/91929/stephen-hawking-affirme-boson-de-higgs-peut-detruire-univers