Les trous blancs – le jumeau opposé des trous noirs

L'existence de trous blancs, structures cosmiques géantes qui repoussent tous les objets qui s'approchent, est encore controversée et est considérée comme un « fantôme » né des mathématiques de la relativité générale.

Le télescope Event Horizon a capturé cette image du trou noir supermassif au centre de la galaxie M87. Image : Collaboration EHT — Le télescope Event Horizon a capturé cette image du trou noir supermassif au centre de la galaxie M87. Image : *Collaboration EHT*

Les trous noirs sont des régions d'effondrement gravitationnel total, où la gravité surpasse toutes les autres forces de l'univers et comprime une masse de matière en un point infiniment petit appelé singularité. Autour de la singularité se trouve un horizon des événements, non pas une limite physique solide, mais simplement une frontière autour de la singularité, où la gravité est si forte que rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper.

Lorsqu'une étoile massive meurt, son énorme poids exerce une pression sur son noyau, ce qui entraîne la formation d'un trou noir. Toute matière ou rayonnement s'approchant trop près du trou noir est piégé par sa puissante gravité et entraîné sous l'horizon des événements, entraînant sa destruction.

Les experts comprennent comment ces trous noirs se forment et comment ils interagissent avec leur environnement grâce à la théorie de la relativité générale d'Einstein. La relativité générale ne se soucie pas de l'écoulement du temps. Les équations sont symétriques dans le temps, ce qui signifie qu'elles fonctionnent mathématiquement, que l'on avance ou recule dans le temps.

Si vous filmiez la formation d'un trou noir et la visionniez, vous verriez un objet émettre des radiations et des particules. Il finirait par exploser, laissant derrière lui une étoile géante. Ce serait un trou blanc, et selon la relativité générale, ce scénario est tout à fait possible.

Les trous blancs sont des structures cosmiques théoriques dont le fonctionnement est inverse à celui des trous noirs. Photo : Future/Adam Smith — Les trous blancs sont des structures cosmiques théoriques dont le fonctionnement est inverse à celui des trous noirs. Photo : *Future/Adam Smith*

Les trous blancs sont encore plus étranges que les trous noirs. Ils possèdent toujours une singularité en centre et un horizon des événements à leur périphérie. Ce sont toujours des objets massifs, soumis à une forte gravité. Mais toute matière qui s'approche du trou blanc est instantanément éjectée à une vitesse supérieure à celle de la lumière, ce qui le fait briller intensément. Tout ce qui se trouve à l'extérieur du trou blanc ne peut y pénétrer, car il lui faudrait voyager plus vite que la lumière pour franchir l'horizon des événements.

Cependant, l'existence des trous blancs reste controversée, car la relativité générale n'est pas la seule théorie de l'univers. D'autres branches de la physique expliquent le fonctionnement de l'univers, comme les théories de l'électromagnétisme et de la thermodynamique.

En thermodynamique, il existe le concept d'entropie, qui est simplement une mesure du désordre d'un système. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie des systèmes fermés ne peut diminuer.

Par exemple, si vous jetez un piano dans un broyeur à bois, le résultat sera un tas de morceaux. Le désordre du système augmente, ce qui satisfait la deuxième loi de la thermodynamique. Mais si vous jetez des morceaux au hasard dans le même broyeur, le résultat ne sera pas un piano complet, car cela réduirait le désordre. Par conséquent, il est impossible de simplement remonter le processus de formation d'un trou noir pour obtenir un trou blanc, car cela réduirait l'entropie, et les étoiles ne peuvent pas se former à partir d'une explosion violente.

La seule façon dont les trous blancs auraient pu se former serait qu'un processus étrange se soit produit dans l'univers primitif, évitant ainsi le problème de la diminution de l'entropie. Ils existaient tout simplement dès les origines de l'univers.

Cependant, les trous blancs resteraient très instables. Ils attireraient la matière vers eux, mais rien ne pourrait franchir l'horizon des événements. Tout, même un photon (une particule de lumière), serait annihilé dès son approche du trou blanc. La particule serait incapable de franchir l'horizon des événements, ce qui provoquerait une explosion de l'énergie du système. Finalement, la particule aurait tellement d'énergie que le trou blanc s'effondrerait en trou noir, mettant fin à son existence. Il est donc intéressant de noter que les trous blancs ne semblent pas être de véritables structures cosmiques, mais plutôt des « fantômes » créés par les mathématiques de la relativité générale.

Thu Thao (Selon l'espace )

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