Le dernier article de Stephen Hawking vient d'être publié par ses collègues dans la revue préimprimée arXiv. L'équipe avait terminé la recherche quelques jours avant la mort de Hawking en mars.
C'était le troisième d'une série d'articles qui traitaient d'un concept sur lequel Hawking avait réfléchi pendant des décennies: le paradoxe de l'information du trou noir. Voici comment ça se passe:
Les trous noirs sont des objets extrêmement denses, déformant l'espace-temps, qui peuvent se former lorsque des étoiles entrent en collision ou que des étoiles géantes s'effondrent sur elles-mêmes. La physique classique suggère que rien ne pourrait échapper à un trou noir, même la lumière. Mais dans les années 1970, Hawking a proposé que les trous noirs puissent avoir une température et pourraient lentement s'échapper des particules quantiques. Cet effet de «rayonnement Hawking» signifie que, finalement, le trou noir s'évaporera, laissant derrière lui un vide qui aura la même apparence pour chaque trou noir évaporé, peu importe ce qu'il a mangé au cours de sa vie.
Cette idée a posé un problème: de son vivant, le trou noir a avalé beaucoup d'informations sous forme d'objets célestes, mais où sont passées ces informations? Les lois de la physique exigent qu'aucune information ne soit perdue: si des informations existaient dans le passé, nous devrions pouvoir les récupérer. D'où le paradoxe.
En 2016, Hawking et son équipe ont proposé que les trous noirs puissent avoir des "cheveux mous" constitués de photons (particules légères) ou de gravitons (particules hypothétiques de gravité) qui stockent au moins une partie de ces informations, a rapporté Live Science précédemment. Ces poils doux entourent «l'horizon des événements» du trou noir, une frontière au-delà de laquelle rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper.
Dans le nouveau document, Hawking et son équipe ont trouvé un mécanisme - qui repose sur des hypothèses non encore prouvées - pour compter la quantité d'informations que les cheveux mous peuvent transporter. "Il était d'accord avec la fameuse formule désormais inscrite sur la pierre tombale de Stephen", a déclaré l'auteur principal Andrew Strominger à Live Science dans un courriel. La formule à laquelle il fait référence est connue sous le nom d '«équation de Hawking», et elle décrit comment les trous noirs émettent un rayonnement Hawking.
Lorsqu'un trou noir avale un objet, sa température doit changer, ce qui signifie que son entropie - ou le désordre de ses particules - doit également changer (des températures plus élevées signifient que les particules se déplacent plus rapidement, ce qui signifie plus de désordre). Dans la nouvelle étude, Hawking et ses collègues ont montré que les "cheveux doux" peuvent en effet enregistrer l'entropie d'un trou noir, selon The Guardian.
Un autre collègue de Hawking, Malcolm Perry, professeur de physique théorique à l'Université de Cambridge, a déclaré au Guardian que le défunt physicien "connaissait le résultat final" des travaux avant sa mort et que lorsque Perry lui a expliqué quelques jours avant, "il a simplement produit un énorme sourire."
On ne sait toujours pas comment ces poils doux stockent les informations et s'ils stockent tout ou partie des informations englouties par les trous noirs.
"C'est un excellent progrès, mais nous avons encore beaucoup de travail à faire", a déclaré Strominger.
