Des physiciens ont déterminé qu’un étrange défaut dans l’espace, connu sous le nom de soliton topologique, pourrait être impossible à distinguer d’un trou noir – jusqu’à ce qu’il soit observé de près. À l’heure actuelle, l’objet est une « construction mathématique purement hypothétique » de l’équipe de recherche basée aux États-Unis, et il est donc possible qu’il n’existe pas dans notre univers. Cependant, le fait qu’il soit possible de le construire à l’aide d’équations mathématiques et de simuler son apparence à différentes échelles « suggère qu’il pourrait y avoir d’autres types de corps célestes dans l’espace, cachés même par les meilleurs télescopes de la Terre ».

L’étude a été réalisée par le physicien Pierre Heidmann de l’université Johns Hopkins de Baltimore et ses collègues.

Le Dr Heidmann a déclaré : « Nous avons été très surpris. L’objet ressemble à un trou noir, mais il y a de la lumière qui sort de son point noir ».

L’étude des chercheurs a été inspirée par la première détection en 2015 d’ondes gravitationnelles produites par la collision entre deux trous noirs.

Ils ont cherché à explorer la possibilité d’autres objets qui pourraient produire des effets gravitationnels similaires à ceux des trous noirs, mais qui auraient un aspect similaire lorsqu’ils sont vus de la Terre.

Le professeur Ibrahima Bah, coauteur de l’article et physicien à l’université Johns Hopkins, a déclaré : « Comment savoir s’il n’y a pas de trou noir ? « Comment savoir s’il n’y a pas de trou noir ?

« Nous ne disposons pas d’un bon moyen de le tester. L’étude d’objets hypothétiques tels que les solitons topologiques nous aidera également à le découvrir. »

Un « soliton topologique », ou « défaut topologique », est le nom donné au défaut qui se produit entre deux structures ou espaces qui sont déphasés d’une manière qui rend impossible une transition transparente entre eux.

Un exemple banal, quoique daté, de ce phénomène peut être observé dans certains téléphones filaires dont les combinés sont reliés par des câbles spiralés.

Bien que ces câbles s’enroulent généralement dans le sens des aiguilles d’une montre, une utilisation répétée peut entraîner l’enroulement du câble près du combiné dans la direction opposée.

Dans ce cas, une grande boucle se forme dans le câble entre les parties du câble qui s’enroulent dans le sens des aiguilles d’une montre et celles qui s’enroulent dans le sens inverse – il s’agit d’un exemple de soliton topologique.

LIRE LA SUITE : Les trous noirs en rotation pourraient créer de courtes fissures dans l’espace-temps

Dans leur étude, les chercheurs ont créé des modèles réalistes d’un soliton topologique dans l’espace et d’un trou noir, et ont déterminé comment ils affecteraient l’observation de la lumière provenant d’un champ d’étoiles situé derrière eux.

Les deux modèles ont produit des images déformées des étoiles en arrière-plan en raison des effets gravitationnels de leurs corps massifs.

Les simulations du soliton topologique ont produit un objet qui ressemble à une photo floue d’un trou noir lorsqu’on le regarde de loin, mais qui semble complètement différent lorsqu’on l’examine de près.

Selon l’équipe, un soliton topologique déformerait le tissu de l’espace-temps de la même manière qu’un trou noir, mais contrairement à ce dernier, il brouillerait et libérerait de faibles rayons lumineux qui ne pourraient pas s’échapper du puits gravitationnel d’un véritable trou noir.

A NE PAS MANQUER :
Le mystère des taches sur la plus importante collection de Vinci est résolu [ANALYSIS]
La vidéo « horrible » d’un élevage de poules dans le Yorkshire suscite la « fureur » du gouvernement [REPORT]
Un guide pour savoir où et comment voir l’éclipse solaire hybride d’avril demain [INSIGHT]

Le Dr Heidmann explique : « La lumière est fortement courbée, mais au lieu d’être absorbée comme elle le serait dans un trou noir, elle se disperse dans des mouvements bizarres – jusqu’à ce que, à un moment donné, elle vous revienne de manière chaotique.

« On ne voit pas de point noir. On voit beaucoup de flou, ce qui signifie que la lumière tourne en orbite autour de cet objet bizarre. »

Grâce à leurs champs gravitationnels intenses, la lumière est également capable de tourner autour des trous noirs, tout comme la Terre tourne autour du Soleil.

À l’intérieur de cette orbite se trouve cependant « l’horizon des événements », la région autour d’un trou noir d’où rien, pas même la lumière, ne peut s’échapper.

Sur les photographies de trous noirs, cette région apparaît comme une « ombre » sombre entourée d’un anneau lumineux.

Ce dernier est formé par la combinaison du maelström de photons tournant autour de l’horizon des événements et du disque de matière surchauffé par la friction et la gravitation qui tombe dans le trou noir.

Les physiciens ont déjà modélisé d’autres objets astronomiques hypothétiques susceptibles de produire des effets gravitationnels similaires.

Il s’agit par exemple des « gravastars », dans lesquels des étoiles suffisamment massives ne s’effondreraient pas en un point d’espace, mais provoqueraient au contraire une transition de phase dans l’espace, empêchant tout nouvel effondrement et formant une voix sphérique entourée de matière super-dense.

Un autre objet de ce type serait une étoile à bosons, qui serait constituée d’une classe de particules subatomiques différente de celles que l’on trouve dans les étoiles normales.

Selon M. Heidmann et ses collègues, leur nouvelle recherche rend compte de certaines des théories fondamentales de l’univers d’une manière que les modèles précédents n’avaient pas.

Le nouveau modèle parvient à réconcilier le concept de relativité générale d’Einstein (qui concerne la façon dont les objets de masse déforment le tissu de l’espace-temps pour produire la gravité) et la théorie de la mécanique quantique (qui décrit le fonctionnement de la nature à l’échelle atomique et subatomique) à l’aide de la théorie des cordes.

Cette théorie postule que les particules que nous connaissons sont, plutôt que des objets ponctuels, des vibrations le long d’objets unidimensionnels appelés « cordes ».

Le Dr Heidmann a déclaré : « Il s’agit des premières simulations d’objets astrophysiques : « Il s’agit des premières simulations d’objets de la théorie des cordes pertinents du point de vue astrophysique, puisque nous pouvons réellement caractériser la différence entre un soliton topologique et un trou noir comme si un observateur les voyait dans le ciel.

Le professeur Bah conclut : « C’est le début d’un merveilleux programme de recherche.

« Nous espérons pouvoir proposer à l’avenir de nouveaux types d’étoiles ultracompactes constituées de nouveaux types de matière à partir de la gravité quantique.

Les résultats complets de l’étude ont été acceptés pour publication dans la revue Physical Review D.

Leave your vote

0 0 votes
Évaluation de l'article
S’abonner
Notification pour
guest
0 Commentaires
Commentaires en ligne
Afficher tous les commentaires