Hawking perd son pari sur les singularités nues : une avancée mathématique majeure
En 1997, Stephen Hawking a reconnu sa défaite dans un pari sur l’existence de singularités nues, des objets cosmiques théoriques observables sans horizon des événements. Une équipe de physiciens a récemment décrit ces singularités nues mathématiquement pour la première fois, marquant une avancée théorique significative qui les rapproche du domaine du possible.
En 1991, Hawking avait parié avec ses collègues Kip Thorne et John Preskill que les singularités nues n’existent pas. Ces objets, qui ressemblent à des trous noirs, se distinguent par l’absence d’une frontière invisible, permettant une observation directe. En 1997, Hawking a admis sa défaite, convaincu par les travaux de Matthew Choptuik, qui avaient montré comment de tels objets pouvaient émerger dans des conditions spécifiques d’effondrement gravitationnel.
Choptuik a identifié un état théorique appelé « cristal d’espace-temps », où un champ en effondrement peut créer une structure auto-organisée d’ondulations dans la géométrie de l’espace-temps. Cet état oscille entre deux résultats possibles : la dissipation du champ dans le vide ou son effondrement en un trou noir microscopique. La singularité nue se situerait à la frontière entre ces deux issues, représentant une courbure infinie de l’espace-temps.
Cependant, les simulations numériques précédentes avaient atteint leurs limites, rendant difficile une description rigoureuse du phénomène. L’équipe récente a opté pour une approche analytique, résolvant les équations à la main en introduisant un paramètre artificiel lié au nombre de dimensions de l’espace. Cette méthode a permis d’obtenir une solution exacte en quelques lignes, bien que cette approche reste théorique.
Actuellement, la solution analytique est cohérente jusqu’à 52 dimensions, alors que les données numériques ne couvrent que 14 dimensions. L’équipe prévoit d’élargir les calculs numériques pour combler cet écart. Si les deux méthodes convergent, cela pourrait démontrer que les cristaux d’espace-temps, les singularités nues et les trous noirs microscopiques sont mathématiquement compatibles dans notre univers. Toutefois, cette démonstration mathématique ne prouve pas encore l’existence physique de ces objets.
Source : SciencePost.
