Cette torsion folle sur les trous noirs dit qu'il n'y avait pas de Big Bang

Un physicien de l'Université de Campinas au Brésil n'est pas un grand fan de l'idée que le temps a commencé avec un soi-disant Big Bang.

Au lieu de cela, Juliano César Silva Neves imagine un effondrement suivi d'une expansion, qui pourrait même encore porter les cicatrices d'une chronologie précédente.

L'idée elle-même n'est pas nouvelle, mais Neves a utilisé une astuce mathématique de cinquante ans décrivant les trous noirs pour montrer comment notre Univers n'avait pas besoin d'un début d'existence si compact.

À première vue, notre Univers ne semble pas avoir beaucoup de points communs avec les trous noirs. L'un est l'expansion de l'espace plein de morceaux clumpy; l'autre est une masse qui tire si fort sur l'espace que même la lumière n'a aucun espoir de s'échapper.

Mais au cœur des deux se trouve un concept connu comme une singularité – un volume d'énergie si infiniment dense, nous ne pouvons même pas commencer à expliquer ce qui se passe à l'intérieur.

"Il y a deux sortes de singularité dans l'Univers", dit Neves.

"L'un est la singularité cosmologique alléguée, ou Big Bang, l'autre se cache derrière l'horizon des événements d'un trou noir."

Un peu plus loin, certains proposent que l'Univers lui-même soit formé à partir d'un trou noir dans une autre bulle de l'espace-temps.

Peu importe de quel type nous parlons, les singularités sont des zones où la relativité générale d'Einstein devient aveugle et où la mécanique quantique peine à prendre le dessus

Les écrivains de science-fiction pourraient les aimer, mais la nature impossible des singularités en fait un sujet de discorde frustrant chez les physiciens.

Le problème est que, si nous rembobinons l'Univers en expansion, nous arrivons à un point où toute cette masse et cette énergie étaient concentrées dans un point infiniment dense. Et si nous calculons les chiffres sur l'effondrement d'objets massifs, nous obtenons le même genre de chose.

Les singularités peuvent briser la physique, mais jusqu'à présent, nous n'avons pas été capables de les exclure.

D'un autre côté, certains physiciens pensent qu'il y a une marge de manœuvre. Théoriquement, tous les modèles d'un trou noir n'ont pas besoin d'une singularité.

"Il n'y a pas de singularités dans les trous noirs dits réguliers," dit Neves.

En 1968, un physicien du nom de James Bardeen a trouvé une solution au problème de la singularité.

Il a imaginé une façon de décrire mathématiquement les trous noirs qui ont éliminé la nécessité d'une singularité quelque part au-delà de l'horizon de son événement, les appelant «trous noirs réguliers».

L'histoire et le raisonnement derrière le modèle de Bardeen sont, bien, super dense; mais pour une version tl; dr – il a supposé que la masse au coeur d'un trou noir n'a pas besoin d'être constante, mais pourrait être décrite en utilisant une fonction qui dépendait de la distance de son centre.

Cela signifie que nous pouvons nous débarrasser de toutes les singularités stupides, car la masse se comporte toujours comme si elle avait du volume. Même comme il est encore pressé dans un espace restreint.

Neves suggère que nous prenions le travail de Bardeen encore plus loin et l'appliquions à cette autre singularité agaçante – la variété cosmologique qui a précédé le Big Bang.

En supposant que le rythme de l'expansion de l'Univers dépendait non seulement du temps, mais aussi de son échelle, il a montré qu'il n'y avait pas besoin d'un saut quantique d'une singularité dans un espace dense et volumineux il y a 13,82 milliards d'années. ]

Alors, que s'est-il passé à la place?

"L'élimination de la singularité ou Big Bang ramène l'Univers bondissant sur la scène théorique de la cosmologie", explique Neves.

Cet «Univers qui rebondit» est en réalité une idée centenaire selon laquelle l'Univers en expansion tel que nous le connaissons aujourd'hui est un espace qui rebondit vers l'extérieur après une contraction précédente.

Bien qu'il soit actuellement quelque peu un concept marginal dans la cosmologie, Neves soutient l'idée que les traces de l'Univers pré-effondrement pourraient avoir survécu au Big Crunch. Si c'est le cas, trouver ces cicatrices pourrait aider à valider l'hypothèse.

"Cette image d'une succession éternelle d'univers avec des phases alternées d'expansion et de contraction a été appelée l'Univers cyclique, qui dérive de cosmologies rebondissantes", dit Neves.

Jusqu'à ce que nous ayons des observations solides, le modèle de l'Univers qui rebondit restera sans aucun doute dans le panier de la 'bonne idée'.

Pourtant, tout ce qui résout le problème de la singularité mérite d'être étudié. Le travail de Neves n'est que l'une des nombreuses solutions possibles qui transforment les hypothèses pour éliminer le besoin d'impossibilités de briser la physique.

C'est un point de friction que nous devrons résoudre tôt ou tard.

Cette recherche a été publiée dans Relativité Générale et Gravitation .