Si les trous noirs sont mystérieux, leur fonctionnement est décrit en des termes simples par la théorie de la relativité générale. Ils peuvent être définis à partir de trois critères : la masse, la charge et leur vitesse de rotation. Mais une nouvelle étude propose l’existence de « cheveux gravitationnels », signes de perturbations au niveau de l’horizon des événements de certains trous noirs, rapportait Phys.org le 26 janvier.
Les chercheurs ont découvert qu’un type spécial de trou noir viole l’unicité du « théorème de la calvitie », selon lequel les trous noirs ont uniquement trois paramètres. Ce sont des trous noirs extrêmes, qui sont « saturés » par la charge ou la rotation maximale qu’ils peuvent supporter.
Les scientifiques ont constaté qu’il existe une donnée qui peut être construite à partir de la courbure de l’espace-temps à l’horizon du trou noir, et qui est conservée et mesurable par un observateur distant. Étant donné que cette mesure dépend de la façon dont le trou noir a été formé, et pas seulement des trois attributs classiques, elle sort des modèles établis jusqu’à présent.
« Ce nouveau résultat est surprenant », explique Lior Burko, du laboratoire Theiss Research, « parce que les théorèmes d’unicité du trou noir sont bien établis, et en particulier leur extension aux trous noirs extrêmes. Il doit y avoir une hypothèse qui n’est pas satisfaite, pour expliquer comment le théorème ne s’applique pas dans ce cas. »
L’équipe s’est basée sur des travaux antérieurs de Stefanos Aretaki. Ce mathématicien a constaté que même si les perturbations externes des trous noirs extrêmes se désintègrent comme elles le font pour les trous noirs réguliers, le long de l’horizon des événements, certains champs de perturbation évoluent dans le temps indéfiniment.
Ces instabilités donneraient à certaines régions de l’horizon d’un trou noir une attraction gravitationnelle plus forte que d’autres. C’est à travers ce mécanisme que les « cheveux gravitationnels » des trous noirs pourraient se développer et être observés à grande distance. Si ce phénomène était confirmé, il remettrait en question une partie des modèles théorisés par Einstein.
Pour générer ces résultats, les chercheurs ont utilisé des simulations numériques très complexes. Elles impliquaient l’utilisation de dizaines d’unités de traitement graphique (GPU) Nvidia haut de gamme avec plus de 5 000 cœurs chacune. « Chacun de ces GPU peut effectuer jusqu’à 7 billions de calculs par seconde. Cependant, même avec une telle capacité de calcul, les simulations ont pris plusieurs semaines à se terminer », a déclaré la chercheuse Lior Burko.
Source : Phys.org
