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La théorie de la matière noire de Stephen Hawking affaiblie par un télescope puissant

La théorie de la matière noire de Stephen Hawking affaiblie par un télescope puissant

L'une des théories clés de Stephen Hawking sur les trous noirs vient de s'affaiblir grâce à un télescope super puissant.

Dans les années 1970, Hawking et certains de ses collègues ont émis l'hypothèse que le big bang aurait pu créer de nombreux petits trous noirs, chacun de la taille d'un proton qui exerce une énorme attraction gravitationnelle sur d'autres objets de l'univers.

Cette théorie aide à expliquer l'idée de «matière noire» - ou le phénomène qui fait tourner, bouger ou orbiter tous les objets de notre univers sous l'influence de forces invisibles.

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Masahiro Takada et son équipe de l'Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'univers au Japon ont utilisé l'appareil photo numérique Hyper Suprime-Cam (HSC) sur le télescope Subaru à Hawaï pour rechercher ces mystérieux trous noirs primordiaux et voir si Hawking était correct. Les résultats de leur recherche ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.

Difficile à photographier

Les trous noirs sont des objets denses en matière qui ont une force gravitationnelle si forte que même la lumière ne peut pas en sortir. Ils sont si difficiles à trouver pour cette raison - la lumière ne peut leur échapper - donc ils n'émettent aucune lumière.

Alors que les trous noirs supermassifs comme celui qui a été récemment photographié par le télescope Event Horizon ont un anneau de gaz enflammés, les petits trous sont presque invisibles.

Les trous noirs primordiaux sont encore plus difficiles à trouver en raison de leur petite taille.

Super cam prend une photo de toute la galaxie

Pour traquer les trous noirs, les scientifiques doivent scanner l'univers à la recherche de preuves de la courbe de la lumière, ce qui indique la proximité d'un trou noir. Ce phénomène est connu sous le nom de «microlentille».

Les télescopes recherchent des événements de microlentille en prenant des photographies d'étoiles plusieurs fois sur une période de temps. Si un trou noir passe devant cette étoile, l'étoile clignotera en raison de la lumière déformée.

Plus le flash est rapide, plus le trou noir est petit. L'appareil photo numérique Hyper Suprime-Cam (HSC) du télescope Subaru à Hawaï est capable de prendre une photo de la galaxie la plus proche de la nôtre, toute la galaxie d'Andromède en un seul coup.

Takada et son équipe ont pris 200 photos de la galaxie d'Andromède sur une période de sept heures par une nuit claire, puis ont comparé les images à la recherche de flashs.

La théorie a quelques trous

Les résultats n'ont montré qu'un seul exemple de microlentille. Si la théorie de Hawking était juste et que les trous noirs primordiaux constituent une grande quantité de matière noire, l'équipe de recherche dit qu'ils auraient dû voir environ 1000 signaux de microlentille.

«La microlentille est l'étalon-or pour détecter les trous noirs ou les exclure», a déclaré Simeon Bird, physicien des trous noirs à l'Université de Californie - Riverside, qui n'a pas participé aux travaux.

«Ce travail exclut les trous noirs primordiaux en tant que matière noire dans une gamme de masses où les contraintes précédentes n'étaient pas aussi fortes ni aussi robustes que cette nouvelle. C'est un très beau résultat.

La théorie de Hawking n’est cependant pas totalement sortie de l’eau. Takada et son équipe pensent qu'il est possible que les trous noirs primordiaux soient si petits qu'ils ne peuvent pas être trouvés en utilisant cette méthode.

Le seul éclair qu'ils ont trouvé est également une validation passionnante de l'existence de trous noirs primordiaux.

L'équipe de recherche poursuivra son étude à la recherche de nouvelles preuves de ces anciens minuscules trous noirs.


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