Historique des trous blancs, théorie et comment il est formé

Il Trou blanc C'est un caractère unique de l'espace - le temps, appartenant aux solutions exactes des équations de la relativité générale. Ces singularités ont ce qu'on appelle un Horizon de l'événement. Cela signifie la présence d'une barrière, qui dans un trou blanc ne peut rien de l'extérieur. Théoriquement, un trou blanc est un caractère unique qui va au passé.

Pour le moment, personne n'a pu observer. Mais nous pouvons devoir l'existence au plus spécial de tous: le Big Bang d'il y a 13.8 milliards d'années peuvent être considérées comme un événement causé par un trou blanc supermassif.

Une grande messe comme une planète peut déformer l'espace-temps. Source: MySid [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

La théorie de la relativité générale considère que l'espace-temps peut se déformer en raison de l'accélération ou de la présence d'objets de masse. C'est la même théorie qui prédisait l'existence de trous noirs, dont les trous blancs seraient l'homologue. Par conséquent, l'existence de ces.

Maintenant, pour former la singularité de l'espace-temps, un mécanisme physique est requis. Dans le cas des trous noirs, il est connu que la cause est l'effondrement gravitationnel d'une étoile supermassive.

Mais le mécanisme physique qui pourrait former un caractère unique du trou blanc n'est pas connu jusqu'à présent. Bien que bien sûr, les candidats aient émergé pour expliquer leur formation possible, comme on le verra sous peu.

[TOC]

Différences entre les trous noirs et les trous blancs

Beaucoup de trous noirs connus sont le reste d'une étoile supergigente qui a subi un effondrement interne.

Lorsque cela se produit, les forces gravitationnelles augmentent à un point tel que rien qui approche peut échapper à son influence, pas même la lumière.

C'est pourquoi les trous noirs sont capables d'avaler tout ce qui y tombe. Au contraire, rien ne pouvait entrer dans un trou blanc, tout serait rejeté ou repoussé.

Est l'existence d'un objet similaire possible? Après tout, les trous noirs sont restés longtemps en tant que solution mathématique des équations de terrain d'Einstein, jusqu'à ce qu'elles soient détectées grâce aux effets gravitationnels et radiatifs qui provoquent dans leur environnement et sont récemment photographiés.

D'un autre côté, les trous blancs sont toujours cachés aux cosmologues, s'ils existent vraiment.

Historique de votre découverte

La théorie de l'existence de trous blancs a commencé les œuvres de Karl Schwarzschild (1873-1916), un physicien allemand et le premier à trouver une solution exacte à des équations de champ relativistes d'Albert Einstein.

Peut vous servir: Effet Doppler: description, formules, cas, exemples

Pour ce faire, il a développé un modèle avec une symétrie sphérique dont les solutions ont des chemins, qui sont précisément des trous noirs et leurs homologues blancs.

Le travail de Schwarzschild n'était pas exactement populaire, peut-être pour avoir été publié pendant la guerre mondiale. Nous avons dû attendre quelques années que deux physiciens reprennent indépendamment dans les années 60.

En 1965, les mathématiciens Igor Novikov et Yuval Netien ont analysé les solutions Schwarzschild, mais en utilisant un système de coordonnées différent.

À ce moment-là, le terme trou blanc n'avait pas encore été inventé. En fait, ils étaient connus sous le nom de "noyaux décalés", et ils étaient considérés comme instables.

Cependant, étant la contrepartie des trous noirs, les chercheurs ont essayé de trouver un objet physique dont la nature était compatible avec la prédiction des trous blancs.

Quasares et Blancos Capots

Les chercheurs croyaient le trouver dans les quasars, les objets les plus brillants de l'univers. Ceux-ci émettent un flux intense de rayonnement détectable par les radiotélescopes, comme un trou blanc devrait le faire.

Cependant, l'énergie des quasars a finalement reçu une explication plus réalisable, liée aux trous noirs au centre des galaxies. Et donc, les trous blancs étaient à nouveau comme des entités mathématiques abstraites.

Donc, même connues, les trous blancs ont été accordés beaucoup moins d'attention que les trous noirs. Cela est dû non seulement à croire qu'ils sont instables, qui remet en question son existence réelle, mais à cela il n'y a pas d'hypothèse raisonnable sur son origine possible.

Au contraire, les trous noirs découlent de l'effondrement gravitationnel des étoiles, un phénomène physique qui a été bien documenté.

Restruction possible d'un trou blanc

Il y a des chercheurs qui sont convaincus d'avoir finalement détecté un trou blanc dans un phénomène appelé GRB 060614, s'est produit en 2006. Ce phénomène a été proposé comme la première apparence documentée d'un trou blanc.

GRB 060614 était une explosion des rayons gamma détectés par l'Observatoire Swift de Neil Gehrels le 14 juin 2006, avec des propriétés particulières. Il a contesté un consensus scientifique auparavant soutenu sur les origines des éclats de rayons gamma et des trous noirs.

Le Big Bang, que certains croient que c'était un trou blanc supermassif, à son tour, il aurait pu être le résultat d'un trou noir également supermasive, au cœur d'une galaxie inconnue située dans notre père d'univers.

Il peut vous servir: des moyens d'électrifier un corps (avec des exemples)

L'une des difficultés à observer un trou blanc est que toute la matière en est expulsée dans une impulsion unique. Ainsi, le trou blanc n'a pas la continuité nécessaire à observer, mais les trous noirs ont suffisamment de persistance pour être vu.

Théorie

Einstein postule que la masse, le temps et la longueur ont une dépendance étroite avec la vitesse du système de référence dans lequel ils sont mesurés.

De plus, le temps est considéré comme une plus variable, avec la même signification que les variables spatiales. Ainsi, on parle de l'espace-temps en tant qu'entité dans laquelle tout événement et tous les événements se déroulent.

La matière interagit avec le tissu de l'espace-temps et le modifie. Einstein décrit la façon dont cela se produit avec un ensemble de 10 équations de tension, appelées équations de champ.

Quelques concepts importants dans la théorie de la relativité

Les Tensièces Ce sont des entités mathématiques qui permettent de considérer la variable temporaire au même niveau des variables spatiales. Des vecteurs bien connus tels que la force, la vitesse et l'accélération font partie de cet ensemble élargi d'entités mathématiques.

L'aspect mathématique des équations d'Einstein implique également des concepts tels que métrique, qui est la distance à la fois dans l'espace et dans le temps qui sépare deux événements de fermeture infiniment.

Deux points dans l'espace-temps font partie d'une courbe appelée Géodésique. Ces points sont unis à une distance spatiale. Une telle représentation de l'espace temporel est observée dans la figure suivante:

La forme du cône est déterminée par la vitesse de la lumière c, qui est une constante dans tous les systèmes de référence. Tous les événements doivent avoir lieu dans les cônes. S'il y a des événements à l'extérieur d'eux, il n'y a aucun moyen de savoir, car les informations devraient voyager plus rapidement que la lumière pour être perçue.

Les équations de champ d'Einstein admettent une solution avec deux singularités dans une région vide (c'est-à-dire sans masse). L'une de ces singularités est un trou noir et l'autre est un trou blanc. Pour les deux, il y a un horizon d'événements, qui est une frontière sphérique de la radio finie qui entoure la singularité.  

Dans le cas des trous noirs, rien, pas même la lumière, ne peut sortir de cette région. Et dans les trous blancs, l'horizon des événements est une barrière à laquelle rien ne peut être transféré de l'extérieur. La solution de trou noir dans le vide est dans le cône de la lumière du futur, tandis que la solution de trou blanc se trouve dans la région du passé du cône de la lumière.

Peut vous servir: vitesse moyenne

Les solutions d'équations d'Einstein qui composent un vrai trou noir nécessitent la présence de la matière, et dans ce cas, la solution contenant le trou blanc disparaît. Par conséquent, il est conclu qu'en tant que solution mathématique, dans la théorie des solutions singulières sans matière, des trous blancs existent. Mais ce n'est pas lorsque l'affaire est incluse dans les équations d'Einstein.

Comment se forme un trou blanc?

En 2014, le physicien théorique Carlo Rovelli et son équipe de travail à l'Université d'Aix-Marsella en France ont proposé que des trous blancs puissent provenir de la mort d'un trou noir.

Déjà dans les années 70, l'expert maximum en trous noirs, Stephen Hawking, a calculé qu'un trou noir perd de la masse à travers l'émission de rayonnements de colportage.

Les calculs de Ravelli et son équipe indiquent qu'une telle contraction pour la perte de rayonnement d'un trou noir pourrait, dans sa dernière étape, produire un rebond à l'origine d'un trou blanc.

Mais les calculs de Ravelli indiquent également que dans le cas d'un trou noir avec une pâte égale à celle du soleil, un âge à environ quatre ans de l'âge actuel de l'univers serait nécessaire pour former un trou blanc.

Trous blancs et matière noire

Une seconde après le Big Bang, les fluctuations de densité d'un univers d'expansion rapide pourraient produire des trous noirs primaires (sans avoir besoin d'effondrement d'étoile).

Ces trous noirs primaires sont beaucoup plus petits que ceux d'origine étoile et peuvent s'évaporer jusqu'à ce qu'ils meurent pour céder un trou blanc dans un temps compris dans la vie de l'univers.

Les trous blancs microscopiques peuvent être très massifs. Par exemple, l'une des taille d'un grain de poussière peut avoir une plus grande masse que la lune.

Même l'équipe de Ravelli suggère que ces trous blancs microscopiques peuvent expliquer la matière noire, une autre des mystères cosmologiques les plus importants.

Les trous blancs microscopiques n'émettaient pas de rayonnement; Et comme ils sont plus petits qu'une longueur d'onde, ils se révèlent invisibles. Cela pourrait être une autre raison qui expliquerait pourquoi ils n'ont pas encore été détectés.

Les références

1. Battersby, s. 2010. Les trous noirs éternels sont le coffre-fort cosmique ultime. Récupéré de: Newscientist.com.
2. Choi, C. 2018. Les trous blancs peuvent être l'ingrédient secret de la matière noire mystérieuse. Récupéré de: espace.com.
3. Fraser, C. 2015. Quels sont les trous blancs?. Récupéré de: Phys.org.
4. Maîtres, Karen. 2015. Qu'est-ce qu'un trou blanc?. Curieux récupéré.étoile.Cornell.Édu
5. Wikiwand. Trou blanc. Récupéré de: wikiwand.com