Comment Hawking a révolutionné notre connaissance des trous noirs

En expliquant dans les années 1970 que les trous noirs se dissolvaient comme un cachet d’aspirine dans un verre d’eau, l’astrophysicien britannique Stephen Hawking a révolutionné notre compréhension du fonctionnement de l’Univers.

« L’héritage scientifique le plus important de Hawking est son idée que les trous noirs se dissolvent lentement comme l’aspirine dans un verre d’eau », explique Lisa Harvey-Smith de l’université de Nouvelle-Galles du Sud.

Cette théorie « a bouleversé la théorie du trou noir. C’était un vrai choc », explique à l’AFP Patrick Sutton, responsable de l’équipe de physique gravitationnelle de l’université de Cardiff.

En se basant sur la relativité générale publiée en 1915 par Albert Einstein, qui permet notamment d’expliquer le fonctionnement des trous noirs, rien ne pouvait s’échapper de ces monstres.

Or le physicien et cosmologiste britannique Stephen Hawking a théorisé en 1975 que les trous noirs pouvaient émettre des radiations, un phénomène appelé « radiations de Hawking ».

Une découverte que Martin Rees de l’Université de Cambridge qualifie de « moment eurêka » de Stephen Hawking.

« En fait, les petits trous noirs ne sont pas noirs du tout ! Hawking a montré qu’ils émettent un intense rayonnement », explique à l’AFP Aurélien Barrau, du Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie du CNRS en France.

– « Intuitions extraordinaires »-

Pour le chercheur, Stephen Hawking « a été visionnaire à plus d’un titre et a eu des intuitions extraordinaires ».

D’ailleurs de l’avis de certains scientifiques, cette théorie aurait valu le prix Nobel à Stephen Hawking si elle avait pu être observée. Ce qui est impossible aujourd’hui: « nous n’avons pas eu l’occasion d’étudier de près un trou noir », explique Patrick Sutton.

On parle de trous noirs depuis le XVIIIe siècle, mais aucun télescope n’a encore pu en débusquer.

Un trou noir est un objet céleste qui possède une masse extrêmement importante dans un volume très petit. Il en existe deux sortes: les trous noirs stellaires, qui se forment à la fin du cycle de vie d’une étoile et les trous noirs supermassifs logeant au centre des galaxies, qui pèseraient entre un million et des milliards de fois le soleil.

« Sa théorie a surtout permis de montrer que les trous noirs sont en réalité des objets très complexes. Pour les décrire correctement il faut utiliser simultanément toutes les théories fondamentales de la physique », explique Aurélien Barrau.

Cette découverte laisse entrevoir un pont entre les deux grandes théories du XXe siécle: la théorie de la relativité générale, décrivant les forces à l’oeuvre dans l’Univers, avec la mécanique quantique, qui décrit le monde des particules et de l’infiniment petit.

« Grâce à la mécanique quantique, Hawking a réalisé que les trous noirs, ces objets qui sont faits de gravité, peuvent effectivement émettre des particules », explique Patrick Sutton. « Ce fut le premier cas où un processus physique reliait la théorie classique de la gravité à la mécanique quantique », ajoute-t-il.

A l’occasion de la cérémonie d’ouverture des Jeux paralympiques de Londres en 2012, devant 80.000 spectateurs enthousiastes, Stephen Hawking avait lancé: « Regardez les étoiles et non vos pieds. Essayez de comprendre ce que vous voyez et demandez-vous ce qui fait que l’univers existe, soyez curieux ».

« Sa renommée ne doit pas éclipser ses contributions » à la physique, insistait Martin Rees: « Il a sans aucun doute fait plus que quiconque depuis Einstein pour améliorer le savoir sur la gravité ».

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