On sait que les trous noirs fusionnent, mais une nouvelle étude théorique examine si l’un d’eux pourrait un jour se scinder en deux. Les chercheurs affirment qu’une rotation extrêmement rapide pourrait rendre un tel processus possible, même si les conditions seraient particulièrement restrictives.
Publiée dans Physical Review D, l’étude examine les contraintes physiques et thermodynamiques qui empêchent normalement les trous noirs de se fragmenter. Pour un trou noir non rotatif, une scission en deux trous noirs plus petits réduirait l’entropie totale, ce qui rendrait le processus thermodynamiquement défavorable.
Les calculs suggèrent qu’une rotation suffisamment rapide pourrait ouvrir une étroite exception. Toutefois, les deux trous noirs qui en résulteraient devraient également s’éloigner l’un de l’autre au lieu de retomber l’un vers l’autre. Selon le coauteur Francesco Sannino, cette exigence ne laisse une possibilité que pour les trous noirs tournant à une vitesse proche de leur maximum.
Le titre de l’article, « When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies », décrit l’apparence que pourrait avoir la limite du trou noir, ou son horizon, dans l’espace et le temps : une structure qui se divise en deux branches. Les chercheurs ont également étudié des modèles théoriques comportant des dimensions supplémentaires, dans lesquels certains objets semblables à des trous noirs pourraient être instables et où la fragmentation pourrait, dans certains cas, être favorisée par la thermodynamique. La possibilité qu’un tel processus se produise réellement reste à déterminer.
L’équipe ne peut pas encore estimer la probabilité d’une scission, car la réponse pourrait dépendre du comportement de la gravité au-delà de la théorie d’Einstein. Sannino a indiqué que les petits trous noirs primordiaux pourraient être davantage susceptibles de se scinder que les trous noirs astrophysiques plus grands. Un indice indirect pourrait éventuellement provenir d’observations de rayons gamma : des télescopes comme Fermi-LAT pourraient rechercher des signaux émis par de minuscules fragments de trous noirs susceptibles de se former lors de fusions. Aucune scission de trou noir n’a été confirmée.
Sources: ScienceDaily.