Mur de feu (trou noir)

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Firewall.
Représentation d'un observateur qui tombe dans un trou noir.

Le mur de feu est, en physique théorique, un phénomène hypothétique qui se produirait à l'horizon des événements d'un trou noir[1]. Il est en effet prédit qu'il existe une zone de grande densité énergétique autour d'un trou noir, créée par le bris d'intrications quantiques généré par le rayonnement de Hawking[1].

Ce phénomène a été décrit en 2012 par Joseph Polchinski et son équipe pour répondre à une incohérence de la théorie de la complémentarité des trous noirs, développée par Leonard Susskind et Larus Thorlacius au début des années 1990[2].

Origine[modifier | modifier le code]

Le concept de mur de feu repose sur le fait que le vide qui entoure un trou noir possède des propriétés[pas clair]. Les inégalités d'Heisenberg démontrent que de l'énergie peut être « empruntée » au vide pendant une très courte durée grâce à l'existence de fluctuations. Ces fluctuations du vide génèrent en permanence des paires de particule-antiparticule dont la masse totale est liée à l'énergie de la fluctuation par la relation masse-énergie E = mc^2. Le type de particules générées est donc fonction de l'énergie empruntée.

En général, le couple particule-antiparticule s'annihile aussitôt, sauf si un phénomène physique permet de séparer l'une de l'autre en un temps inférieur à la durée de vie typique de la paire. À l'horizon des événements d'un trou noir, les forces de marée sont si intenses qu'elles peuvent éloigner la particule de son antiparticule avant qu'elles ne s'annihilent. L'une des particules de la paire peut alors être absorbée par le trou noir sans que l'autre ne le soit. Dans ce cas, l'énergie empruntée ne sera pas « rendue » au vide, ce qui ne respecte pas le principe de conservation de l'énergie. Pour remédier à cela, le trou noir doit émettre de l'énergie: c'est le principe de base du rayonnement de Hawking, qui fait s'évaporer les trous noirs.

Paradoxe de l'information[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Paradoxe de l'information.

L'intrication de la particule absorbée par le trou noir et de la particule réémise par rayonnement Hawking mène à un paradoxe : la particule absorbée était déjà intriquée avec l'autre particule de la paire lors de la création par fluctuation du vide. Cela crée un système où une particule est dépendante de deux autres à la fois.[Quoi ?] Cela entre en contradiction avec le principe de « monogamie » de l'intrication, qui stipule qu'une particule ne peut être complètement intriquée avec deux particules en même temps[réf. souhaitée]. Pour éviter ce paradoxe de l'information, l'intrication entre la particule absorbée par le trou noir et celle qui s'en est échappée doit être brisée, ce qui libèrerait une quantité importante d'énergie[réf. nécessaire]. Selon Polchinski[réf. nécessaire], « C'est un processus intense, comparable au bris des liens entre les molécules, et cela libère de l'énergie [...] L'horizon des évènements serait littéralement un anneau de feu brûlant tout ceux qui y tomberaient. »[réf. souhaitée] Ainsi, autour d'un trou noir, il est prévu qu'une zone de grande densité énergétique existe en raison d'une quantité énorme de bris d'intrications quantiques[3],[1],[4].

Le paradoxe de l'information motive Susskind à établir la complémentarité des trous noirs. Or, cette conjecture est si subtile qu'il n'y a aucune équation quantique pour décrire ce phénomène. C'est en tâchant d'en trouver qu'Ahmed Almheiri, Donald Marolf (en), Joseph Polchinski et James Sully ont établi leur concept de mur de feu[5].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c (en) Zeeya Merali, « Astrophysics: Fire in the hole! », Nature,‎ 3 avril 2013 (lire en ligne)
  2. (en) L. Susskind, L. Thorlacius et J. Uglum, « The Stretched Horizon and Black Hole Complementarity », arXiv,‎ 28 juin 1993 (lire en ligne)
  3. (en) Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski et James Sully, « Black Holes: Complementarity or Firewalls? », arXiv,‎ 13 avril 2013 (lire en ligne)
  4. (en) Leonard Susskind, « Singularities, Firewalls, and Complementarity », arXiv,‎ 16 août 2012 (lire en ligne)Stanford Institute for Theoretical Physics and Department of Physics, Stanford University Stanford,
  5. (en) Matt Strassler, « Black Hole Information Paradox: An Introduction » (consulté le 1 mai 2014)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Firewall (physics) » (voir la liste des auteurs)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]