La loi de Hawking sur l’aire des trous noirs mise à l’épreuve
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la collaboration Ligo ont récemment testé un des principes fondamentaux liés aux trous noirs, en se basant sur les lois de la thermodynamique. En 1973, des physiciens tels que Jacob Bekenstein et Stephen Hawking ont établi que l’aire de l’horizon des événements d’un trou noir ne peut qu’augmenter, en lien avec son entropie.
Hawking a également introduit le concept de « rayonnement de Hawking », qui suggère que les trous noirs peuvent émettre un rayonnement, entraînant une diminution de leur aire. Cependant, cet effet est négligeable pour les trous noirs de masse stellaire, rendant la loi des aires de Hawking généralement valable à l’échelle de temps de l’univers.
Pour vérifier ce principe, les chercheurs ont analysé les données de la coalescence GW150914, la première fusion de deux trous noirs observée par les interféromètres Ligo-Virgo. Le signal gravitationnel de cette fusion a permis de calculer les aires des trous noirs impliqués.
L’aire d’un trou noir dépend de sa masse et de son moment cinétique, des facteurs influençant la forme du signal gravitationnel. Les résultats montrent que la loi des aires de Hawking est vérifiée avec un niveau de confiance d’au moins 95 %. Olivier Minazzoli, astrophysicien à l’observatoire de la Côte d’Azur, souligne que ce résultat renforce l’hypothèse que les objets détectés lors de la fusion sont bien des trous noirs.
Cette recherche ouvre la voie à une analyse plus approfondie des événements détectés par Ligo, Virgo et Kagra, permettant ainsi de tester les prédictions de la relativité générale de manière plus précise.
Source : Pour la Science.
