Corps‑noirs et trous‑noirs, en général

Après le trou noir plus petit que prévu, voici un trou noir plus grand que prévu.

Les trous noirs peuvent être géants, c’est le cas de ceux au centre des galaxies. Les trou noir stellaires, qui font de 50 à 60 masses solaires, sont nombreux ailleurs dans les galaxies et sont plus petits. Le trou noir qui a été détecté devrait être un trou noir stellaire, mais il est trop grand pour ça, il fait 68 masses solaires. Toujours d’après sa masse, il n’est pas certain qu’il puisse être le résultat de la fusion de deux trous noirs.

Ce trou noir est une colle, parce qu’il ne correspond pas aux mécanismes de formation prévus par la théorie actuelle.

Voir : Découverte d’un trou noir « impossible » dans la Voie lactée (cieletespace.fr), Novembre 2019.

Il existe une relation entre la longeur de Planck et les trous noirs. Pas une relation dans un calcul, mais par un phénomène.

Une physicienne dans la vidéo ci‑dessous, rappel que plus ont veut observer l’infiniment petit, plus ont doit concentrer d’énergie dans un espace d’autant petit. Mais comme l’énergie requise augmente vite à mesure que la taille qu’on veut observer diminue, il arrive un moment où la densité d’énergie est suffisante pour former un trou noir microscopique (*).

À partir de ce point, il n’y a plus d’observation possible, comme rien n’en sort. Si on voulait encore augmenter l’énergie, on ne ferait rien d’autres que générer un trou noir toujours microscopique, mais plus grand. C’est une explication par un phénomène, à pourquoi la théorie qu’il existe une taille minimale dans la nature ou la physique, est considérée comme crédible.

Il est rappelé qu’on est encore bien loin d’avoir put le confirmer par l’observation directe, comme les plus petites tailles observables avec les actuels accélérateurs de particules, sont encore de nombreux ordres de grandeurs au dessus de l’échelle de Planck.

Il est précisé que les dimensions de Planck n’aboutissent pas toujours à des mesures discrètes — comme une pixellisation — et qu’il faut en général plutôt les comprendre comme un flou.

(*) La vidéo ne le dit pas, mais plus un trou noir est petit, plus il se volatilise vite, alors ce serait sans risque.

Does nature have a minimal length? — Sabine Hossenfelder — 2020

Je ne sais plus ça avait déjà été rapporté.

Une explication à la matière manquante pour expliquer la vitesse de rotation des étoiles dans les galaxies, appelée « matière noire », faute d’en savoir plus, est qu’il pourrait s’agir de minuscules trous noirs primordiaux. Ces trous noirs primordiaux auraient des tailles variants de l’échelle atomique à quelques centimètres et ce seraient formé tôt dans l’histoire de l’Univers. Leur petite taille les rendrait difficilement observables (et en plus, les trous noirs sont toujours observés indirectement). Cette théorie suppose que ces trous noirs de petite taille, seraient très nombreux.

Les trous noirs primordiaux ne seraient pas nécessairement petits, la théorie à leur sujet dit que certains trous noirs primordiaux pourraient être grands : Les trous noirs géants primordiaux.

Il existe une catégorie de trou noirs, observés indirectement, qui sont tellement immenses, qu’il n’existe pas d’explication certaine à leur formation. Il sont tellement grand que l’Univers ne serait pas assez ancien pour expliquer leur formation par les mécanisme habituellement envisagé. Normalement, ils ne devraient pas avoir eu le temps de devenir aussi grand. C’est un mystère inexpliqué.

Les échelles de ces immenses trous noirs ne sont pas totalement certaines. D’abord parce que leurs masses sont estimées indirectement et ensuite parce que leurs diamètres sont déduits de leurs masses d’après une formule qui ne s’applique pas à tous les trous noirs mais correspond quand‑même à des trous noirs possibles.

Ces deux notes sont tirées de cette vidéo colorée :

The largest black hole in the Universe — Kurzgesagt In a Nutshell — 2021

L’observation d’un trou noir vagabond et isolé, dans la Voie‑Lactée, a été confirmée récemment.

La découverte est ancienne, il a fallut plusieurs années pour la confirmer. Comme il est isolé, il a été détecté en observant un effet de lentille gravitationnelle, tellement faible qu’il en est parlé comme d’une micro‑lentille. Pour savoir si c’est bien un trou noir qui avait été vu et avoir une idée de sa taille, il a fallut étudier le fond d’étoiles devant lequel il est passé, pendant six ans, pour savoir à quoi ressemble ce fond sans le passage de ce trou noir.

Sa massa a été estimée à 30 fois celle du Soleil et sa vitesse à 45 km/s, ce qui est rapide. Sa vitesse s’expliquerait par sa formation. Il aurait été formé comme suite d’une supernova dont l’explosion n’aurait pas été symétrique, propulsant alors l’ensemble.

Voir et écouter :

Découverte d'un trou noir errant dans notre galaxie — DNDE № 236 / Hugo et Maxime Lisoir — 2022

Il est imaginé que les trous noirs ont une masse minimale en dessous de laquelle ils ne sont plus des trous noirs. Cette masse serait faible. L’idée est théorique et la physique qui permettrait de dire si elle est crédible, est elle‑même théorique.

Si c’est le cas, ça aurait une importance pour le scénario de l’évaporation des trous noirs, dont il resterait quelque chose, une sorte de particule de matière exotique, qui n’aurait plus d’horizon des événements, comme ce ne serait plus un trou noir. Qu’il reste quelque chose d’un trou noir, évacuerait le paradoxe de l’information que pose la théorie actuelle. En effet, l’information ne peut jamais disparaître, au moins d’après la physique actuelle, et pour la théorie actuelle, l’évaporation d’un trou est indépendante de sa formation, c’est à dire que son histoire disparaît entièrement, il n’en reste plus aucune information. Avec cette nouvelle idée encore plus théorique, l’information, c’est à dire l’histoire de ce trou noir, se trouverait dans cette particule de matière exotique.

Rapporté de la première partie de la vidéo ci‑dessous :

Dernières nouvelles des étoiles № 261 — Hugo et Maxime Lisoir — 2022

Un trou noir de 12 masses solaires environ, situé à approximativement 1 550 années lumières de nous, a récemment été découvert : Researchers discover new monster black hole “practically in our back yard” (uah.edu), 19 Octobre 2022.

C’est le plus proche trou noir connu à ce jour. Des études à son sujets sont prévues dans l’avenir.