Lors d’une conférence donnée cette semaine à l’Institut royal de technologie KTH, en Suède, Stephen Hawking a décrit une nouvelle théorie selon laquelle notre existence pourrait échapper à un trou noir.
Cette théorie, qui s’appuie sur des idées étudiées depuis des décennies, stipule que lorsqu’un objet est aspiré par un trou noir, il n’est pas perdu à jamais dans l’univers comme on pourrait le croire. Au contraire, ses informations – définies en physique comme l’ensemble des propriétés d’une particule – sont conservées à la frontière (ou horizon des événements) du trou noir, et seront absorbées par l’univers par la suite.
“Je propose que l’information soit stockée non pas à l’intérieur du trou noir, comme on pourrait s’y attendre, mais sur sa frontière, l’horizon des événements”. Les trous noirs ne sont pas aussi noirs qu’on les peint. Ils ne sont pas les prisons éternelles que l’on croyait autrefois. Les choses peuvent sortir d’un trou noir à l’extérieur et éventuellement dans un autre univers”, a déclaré Hawking lors de l’événement. “Le message de cette conférence est le suivant
À un niveau très basique, nous savons qu’un trou noir naît d’une étoile qui s’est effondrée sous l’effet de sa propre gravité, ce qui produit une force gravitationnelle suffisamment puissante pour consumer la lumière elle-même. Ce que nous ne savons pas – et ce dont les physiciens théoriques débattent depuis quatre décennies – c’est ce qu’il advient de l’information d’un objet lorsqu’il est consommé.
Alors que la mécanique quantique stipule que l’information ne peut jamais être détruite, même dans le cas d’un trou noir, la relativité générale affirme qu’elle doit l’être, et c’est là que réside ce que l’on appelle le paradoxe de l’information.
Dans les années 1970, Hawking s’est fait remarquer en proposant que les fluctuations quantiques – un changement temporaire de la quantité d’énergie en un point de l’espace – qui se produisent dans un trou noir pourraient permettre aux photons (particules de lumière) de s’échapper. “À l’origine, il disait que ce rayonnement ne transportait aucune information de l’intérieur du trou noir, explique Jacob Aron, du New Scientist, mais en 2004, il a changé d’avis et a déclaré qu’il était possible que des informations s’échapp ent.”
Au milieu des années 90, les physiciens américains et néerlandais Leonard Susskind et Gerard ‘t Hooft ont abordé le paradoxe de l’information en proposant que lorsque quelque chose est aspiré dans un trou noir, son information laisse derrière elle une sorte d’empreinte holographique bidimensionnelle sur l’horizon des événements, qui est une sorte de “bulle” qui contient un trou noir à travers lequel tout doit passer. En d’autres termes, alors que tous les composants physiques d’un objet seraient totalement anéantis par la rencontre d’un trou noir, son empreinte survit.
Pour vous aider à comprendre cela, pensez à une pile de documents passant dans une déchiqueteuse, explique Joseph Stromberg à The Verge. Vous pouvez déchiqueter le papier en morceaux les plus minuscules qui soient, mais les informations qu’il contient restent et peuvent être restaurées. il a été coupé en petits morceaux, mais il n’a pas disparu, et avec suffisamment de temps, les documents pourraient être réassemblés de manière à ce que vous sachiez ce qui était écrit dessus à l’origine”. En substance, on pensait que la même chose était vraie pour les particules.”
Ce que Hawking propose maintenant, c’est que lorsque les photons sont éjectés par le trou noir – un phénomène connu sous le nom d’hologramme bidimensionnel -, ils récupèrent le plan d’information situé sur l’horizon des événements et le ramènent avec eux dans l’univers . Non pas que l’on puisse faire quoi que ce soit avec ce plan – a déclaré Hawking lors de la conférence : “L’information sur les particules entrantes est renvoyée, mais sous une forme chaotique et inutile. Cela résout le paradoxe de l’information. À toutes fins utiles, l’information est perdue.”
Ce qui n’est pas clair, et ce qui sera peut-être discuté à la conférence plus tard cette semaine, c’est comment la théorie de Hawking diffère de ce que SussKind et ‘t Hooft ont déjà proposé, mais peut-être que ce que Hawking a fait est de résoudre certains des points de friction de l’itération précédente de la théorie. Rachel Feltman écrit pour le Washington Post :
“Le lauréat du prix Nobel Gerard ‘t Hooft, qui était présent lors de la discussion, a réfléchi à la perte d’information d’une manière similaire, et il a cité plusieurs articles qu’il a publiés sur le sujet. Il faudra d’autres discussions – et beaucoup de comparaisons d’équations mathématiques – pour déterminer ce qu’il y a de nouveau dans les théories de Hawking par rapport à celles de ‘t Hooft, et si Hawking a surmonté certains des problèmes associés aux itérations précédentes de cette idée.”
Que pouvons-nous retirer de tout cela ? Eh bien, peut-être que les trous noirs ne sont pas les bourbiers de destruction complète et totale que nous aimons les décrire, et Hawking dit que nous devrions trouver un certain réconfort dans ce fait. “Si vous avez l’impression d’être dans un trou noir, n’abandonnez pas”, a-t-il déclaré lors de la conférence. “Il y a un moyen d’en sortir.”
Ne réfléchissez pas trop à ce dernier point, car dans ce contexte, la pensée de devenir une “forme chaotique et inutile” n’est pas exactement la tape dans le dos motivante que nous recherchons dans nos moments les plus sombres.
Regardez sa présentation ci-dessous :