Carlo Rovelli par-delà le visible  Mon article 4: Cosmologie quantique, confirmations empiriques? la chaleur des trous noirs?

1) Préambule.

Comme je l'ai dit dans Dans mon article 1, j'ai interrompu mes articles à propos du  livre de Lee Smolin "La renaissance du temps" au chapitre 14.  Je vais d'abord approfondir la question du temps avec la lecture du livre de Carlo Rovelli "par-delà le visible, la réalité du monde physique et la gravité quantique". Dans l'article 1), j'ai sauté directement à la troisième partie:  espace quantique et temps relationnel. Après les rappels historiques passionnants et des explications dont Carlo Rovelli a le secret concernant la relativité et la physique quantique, leurs limites et questionnements et qui ont abouti à ce que Lee Smolin décrit comme la crise de la physique avec son "rien ne va plus en physique", nous abordons ici les mystères de la gravitation quantique dont l'ambition est de dépasser ces problèmes et limites par une nouvelle théorie qui en réalisera peut-être l'unification. Dans l'article 2, nous avons vu que l'espace est un réseau de spins, dont les noeuds représentent les grains élémentaires, et les liens leurs relations de voisinage. L'espace-temps est créé à partir des processus où ces réseaux de spins se transforment les uns en les autres, et ces processus sont exprimés par des sommes de Mousses de spins, où une mousse représente un parcours idéal d'un réseau de spins, c'est à dire un espace-temps granulaire, où les sommets du réseau se combinent et se séparent. Ce pullulement microscopique de quanta à l'origine de l'espace et du temps obéit au calme apparent de la réalité macroscopique qui nous entoure. Chaque centimètre cube d'espace et chaque seconde de temps qui passe sont le résultat de cette mousse dansante de quanta minuscules.

Dans mon article La renaissance du temps article 1) nous avons vu dans le chapitre 2) l'erreur cosmologique que Lee Smolin évoque l'échec des théories actuelles. Il montre sa désillusion dans son livre "rien ne va plus en physique" où il écrit: "nous pensions savoir comment répondre à cette question "Pourquoi ces lois?". De nombreux théoriciens ont cru qu'une unique théorie mathématique cohérente pourrait incorporer les 4 lois fondamentales de la nature [...]. Si tel avait été le cas, la réponse [...] aurait été qu'une seule loi de physique  serait capable de donner naissance à un monde grosso modo comme le nôtre". Mais cet espoir a été anéanti. Il semble qu'il n'y a pas de théorie unique, une théorie du tout qui incorpore tout ce que nous connaissons de la nature en réconciliant physique quantique et relativité générale. De grands progrès on été accomplis au cours des 30 dernières années et de nombreuses tentatives on été proposées, mais il s'avère que ce n'est jamais selon un scénario unique. Bernard Dugué nous explique à propos du livre de Lee Smolin qu'Il "est plutôt cocasse que son confrère Carlo Rovelli ait publié en 2008 un article au titre sans équivoque, Forget time, dans lequel il suggère que la meilleure stratégie pour comprendre la gravité quantique est de construire une image physique du cosmos dans laquelle la notion de temps ne joue aucun rôle".

Dans les articles1209.1609 de 2012 et l'article 1302.0254 de 2013, Ivan Agullo , Abhay Ashtekar et William Nelson ont calculé que, à certaines conditions, la distribution statique des fluctuations de ce fond devait se ressentir du sursaut initial de l'Univers (https://arxiv.org/pdf/1209.1609.pdf et https://arxiv.org/pdf/1302.0254.pdf). 

Les fluctuations à grand angle devraient être plus importantes que celles prévues par la théorie, qui ne tient pas compte des quanta: voir la fig 2 ci-dessus où la ligne rouge est la prévision d'Ashtekar, Agullo et Nelson et les points bleus sont les données expérimentales. Comme on le voit, elles ne sont pas suffisantes pour dire si la courbe qui se situerait au-dessus de la ligne rouge (ce que prévoient les 3  auteurs), est la bonne ou pas. On se rapproche de la possibilité de tester la théorie, mais on n'y est pas encore. Et plus encore, il n'est pas certain que les hypothèses particulières du calcul soient justes. La situation est donc incertaine, mais avec l'affinement continuel de nos capacités d'observation, de mesure et de calcul, il faut guetter, dit C. Rovelli le moment où la nature nous dira si nous avions raison ou pas.

Un autre aspect des traces de l'immense chaleur qui régnait dans l'Univers primordial doit se trouver dans le champ gravitationnel. Il doit exister un rayonnement de fond gravitationnel. Ce dernier doit plus plus ancien que l'autre (le fond cosmologique), car les ondes gravitationnelles (un subtil murmure de l'espace-temps qui hurle) moins perturbées par la matière que les ondes électromagnétiques, ont pu voyager sans encombre alors que l'Univers était trop dense pour laisser passer les ondes électromagnétiques. Les ondes gravitationnelles, prédites par les équations d'Einstein ont été détectées pour la première fois le 14 aôut 2017 sur la fusion (coalescence) de deux trous noirs par le détecteur Virgo (Europe). En 09/2017, la région de l'espace d'où provenaient les ondes gravitationnelles a pu être cernée par VIRGO et LIGO (USA). Depuis, d'autres fusion de trous noirs ont pu être détectées dont la cinquième en novembre 2017. Cette fusion de trous noirs semble devenir commune, mais il convient de rappeler que l’observation des ondes gravitationnelles, "ces ondulations dans la toile de l’espace-temps engendrées par de massifs événements cataclysmiques dans un passé très lointain est l’une des découvertes scientifiques les plus importantes de notre siècle." LIGO et Virgo sont deux installations qui reflètent les faisceaux laser sur deux tunnels de 4 km. En mesurant la lumière à mesure qu’elle en sort, les scientifiques peuvent détecter les distorsions physiques aussi petites que la fraction d’un proton (voir les principes et  les caractéristiques sur ce site.

Après l'observation des ondes gravitationnelles sur terre grâce aux interféromètres, la suite de l'aventure aura lieu à partir du ciel avec le satellite LISA Pathfinder, lancé le 3 décembre 2015. Sa mission scientifique avait commencé en mars 2016 pour une durée de 16 mois, elle est donc arrivée à son terme en mi-2018. La mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna) va pouvoir maintenant mise en oeuvre. "C'est une future mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) dont l'objectif est de détecter des ondes gravitationnelles de basse fréquence depuis l'espace. Il s'agira du premier observatoire spatial d'ondes gravitationnelles, les observatoires actuels, notamment LIGO et Virgo, étant terrestres. LISA consiste en une constellation de trois satellites en orbite héliocentrique formant un triangle équilatéral de 2,5 millions de kilomètres de côté dont les trois bras sont reliés par 6 faisceaux laser". L'ESA lancera ce détecteur d'ondes gravitationnelles en 2034  Il sera composé de trois satellites séparés de 2,5 millions de kilomètres et volant en formation en suivant la Terre sur son orbite, donc en tournant non autour de la Terre, mais autour du soleil, comme s'il s'agissait de rois petites planètes. Grâce à deux faisceaux lasers, les positions relatives des satellites pourront être mesurées à quelques millionièmes de millionièmes de mètre près. Une précision indispensable pour espérer détecter les infimes variations de la trame de l'espace induites par le passage d'une onde gravitationnelle. 

Dans les infimes ridules de l'espace autour de la Terre, les scientifiques devraient parvenir à trouver des traces d'événements advenus il y a environ 14 milliards d'années, à l'origine de notre Univers, et ainsi en obtenir la confirmation de nos déductions sur la nature de l'espace et du temps.

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00351584/document:: Brisure de symétries en théorie des supercordes : applications en cosmologie et en physique des particules Tristan Catelin-Jullien

https://documentcloud.adobe.com/link/track?uri=urn%3Aaaid%3Ascds%3AUS%3A030c4e55-e440-4a02-9907-050403f94546:: Un théorème no-go pour les théories supersymétriques pleinement uniées brisées par un vide métastable Mémoire

Les différentes sortes de trous noirs: Lorsqu’ils se forment à la suite de l’effondrement gravitationnel d’une étoile massive, on parle de trou noir stellaire, dont la masse équivaut à quelques masses solaires. Ceux qui se trouvent au centre des galaxies possèdent une masse bien plus importante pouvant atteindre plusieurs milliards de fois celle du Soleil ; on parle alors de trou noir supermassif (ou trou noir galactique). Entre ces deux échelles de masse, il existerait des trous noirs intermédiaires avec une masse de quelques milliers de masses solaires. Des trous noirs de masse bien plus faible, formés au début de l’histoire de l’Univers, peu après le Big Bang, sont aussi envisagés et sont appelés trous noirs primordiaux. Leur existence n’est, à l’heure actuelle, pas confirmée".
Il y a quatre types théoriques de trous noirs en fonction du moment cinétique (J) et de la charge électrique (Q). La masse (M) est toujours strictement positive. 1): Schwarzschild (M > 0 J =0 Q=0)   3) Kerr (M > 0 J  ≠ 0 Q = 0)  2): Reissner-Nordström (M > 0 J = 0 Q ≠ 0) 4) Kerr-Newman (M > 0 J ≠ 0 Q ≠ 0)

1) Karl Schwarzschild qui, le premier, a mis en évidence ces objets comme solutions des équations de la relativité générale (les équations d’Einstein), en 1916.

2) Ces trous noirs ne présentent pas d’intérêt astrophysique notable, car aucun processus connu ne permet de fabriquer un objet compact conservant durablement une charge électrique significative
3) Les trous noirs de Kerr présentent un intérêt astrophysique considérable, ceux-ci ont tendance à absorber la matière environnante par l’intermédiaire d’un disque d’accrétion dans lequel la matière tombe en spiralant toujours dans le même sens dans le trou noir. Ainsi, la matière communique du moment cinétique au trou noir qui l’engloutit. Les trous noirs de Kerr sont donc les seuls que l’on s’attend réellement à rencontrer en astronomie).

4) de la même manière que (2), ne présente que peu d’intérêt astrophysique étant donnée sa très faible probabilité.

Le centre exact de notre Galaxie, la Voie Lactée, constitue encore une énigme totale selon le site irfu.cea.fr. La présence d'un trou noir hyper-massif, de plus de deux millions de fois la , masse du Soleil, est fortement suggérée par l'existence d'une source d'onde radio compacte et d'une forte concentration de matière modifiant le mouvement des étoiles (en 2014, date de la parution du livre de C. Rovelli, celui-ci donne le chiffre de 1 million de masses solaires). En théorie, de nombreux "petits" trous noirs entoureraient le gigantesque trou noir supermassif. Cette hypothèse uniquement théorique n'avait jusqu'à présent jamais pu être vérifiée. Mais une observation réalisée par les équipes de l'Université Columbia aux États-Unis vient juste de la confirmer le 4 avril 2018. 

Un très beau projet vient d'être lancé, dont on espère des résultats dans les prochaines années: l'Event Horizon Telescope. C'est un "vaste réseau de télescopes constitué d’un réseau mondial de radiotélescopes et combinant les données de plusieurs stations d’ interférométrie à très longue distance (VLBI) autour de la Terre. Le but est d'observer l'environnement immédiat du trou noir supermassif  Sagittarius A * au centre de la Voie Lactée , ainsi que du trou noir encore plus grand de la galaxie elliptique supergéante Messier 87 , avec une résolution angulaire comparable à l' horizon des événements du trou noir. ..^{[1] [2] [3][4] [5]}".  Depuis sa première saisie de données en 2006, la centrale EHT a été amenée à ajouter de nouveaux observatoires à son réseau mondial de radiotélescopes. La date de publication de l'image n'a pas encore été annoncée. L'image testera également Albert Einstein et la théorie générale de la relativité à l'extrême.

Quelques autres explications sur les trous noirs: 

 Au début de ce chapitre, nous avons vu que l'intensité de son champ gravitationnel est si forte qu'elle empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. Ce qui rentre dans le trou noir n'en ressort plus, pas même la lumière. Sa surface est comme un présent qui s'est renfermé dans une sphère, au-delà il y a un futur, mais du futur on ne revient pas en arrière. Pour comprendre, il faut parler de la vitesse de libération. C'est, en physique, la vitesse minimale que doit atteindre un projectile au périgée de sa trajectoire pour échapper définitivement à l'attraction gravitationnelle d'un astre (planète, étoile, etc.), s'en arracher et s'en éloigner indéfiniment (à l'infini, le champ d'attraction est nul). Cette vitesse est d'autant plus importante que la masse de l'astre est importante et que l'objet est proche de son centre. Pour un objet lancé depuis la surface de la Terre, la vitesse de libération lui permettant d'échapper à l'attraction terrestre est de 11,2 km/s. Par comparaison la vitesse de satellisation minimale autour de la Terre est de 7,9 km/s. Les vitesses de libération depuis la surface du Soleil, de la Lune et de Mars sont respectivement de 617,5 km/s, 2,4 km/s et 5 km/s. Une fois qu'un objet a échappé à l'attraction terrestre, il reste, comme la Terre, soumis à l'attraction du Soleil. La vitesse de libération lui permettant d'échapper à cette attraction est de 42,1 km/s. Eh bien, pour un trou noir, cette vitesse de libération est supérieure à la vitesse de la lumière qui est de « seulement » 300 000 km/s. Or on sait depuis Einstein (et d'autres) que rien ne peut aller plus vite que la lumière, il serait donc impossible d'atteindre une vitesse suffisante pour se libérer d'une telle planète. Vitesse de libération: (1) . (A la surface de la planète, où d=0; elle vaut 

La vitesse de libération augmente, comme on le voit dans la formule (1), avec la masse de la planète ou de l'étoile considérée et la proximité au centre. D'où l'idée d'imaginer un astre de très grande masse condensée dans un si petit rayon que la vitesse de libération serait égale, voire même supérieure à la vitesse de la lumière. Ainsi, rien de ce qui se trouve à la surface de l'astre ne pourrait s'en échapper, car rien ne peut aller plus vite que la lumière et même la lumière ne pourrait quitter l'astre. Ici, on aurait vl = c et R = 2GM/c².Ce rayon dans lequel serait concentré la masse M est appelé rayon de Schwarzschild. Un trou noir pourrait alors alors défini par un astre condensé dans un rayon inférieur ou égal au rayon de Schwarzschild. Par exemple, si on condensait le soleil dans un rayon de 2,96 km, on obtiendrait un trou noir (son rayon réel est de 696 342 km).
Horizon du trou noir: (wikipedia:) "Une fusée pourrait se tenir à une certaine distance de cette sphère horizon. C'est une hypersurface du genre lumière1, qui représente la limite de l'extension spatiale du trou noir, définissant ce qui peut être considéré comme étant sa taille. Mais, pour cela, la fusée devrait maintenir ses moteurs à un très haut régime pour résister à l'attraction gravitationnelle. Si quelqu'un était à l'intérieur de la fusée, le temps ralentirait" considérablement pour lui.comme on peut le voir sur le site astronomes.com, je cite, : "Au fur et à mesure qu’il va s’approcher de celui-ci, vous verrez sa montre tourner de plus en plus lentement. Le déplacement de l’aiguille correspondant à une seconde prendra de plus en plus de temps, une minute, une heure, un jour, un mois… Au moment où il atteindra le rayon de Schwarzschild, ce mouvement prendra un temps infini. L’image de votre ami restera figée pour l’éternité. Pour votre ami par contre la situation sera inversée. Quand il lira l’heure sur sa montre, il ne remarquera rien de spécial. Mais en regardant la vôtre il sera surpris. Il verra tourner l’aiguille de plus en plus rapidement, un tour sera accompli en une seconde, une milliseconde, une microseconde… Il observera bientôt la vie des étoiles se dérouler en une fraction de seconde, puis, en atteignant finalement le rayon de Schwarzschild, il pourra observer toute l’histoire future de l’Univers." Cela correspond au paradoxe des jumeaux en relativité restreinte. Ainsi, voyager dans le passé est difficile, amis voyager dans le futur est (en principe) facile. Il suffit de s'approcher d'un trou noir et de rester dans son voisinage avant de s'en éloigner. Sur l'horizon même, le temps s'arrête. Si nous nous en approchons puis nous en éloignons après quelques mn (de nos minutes), des millions d'années peuvent s'être écoulées dans le reste de l'univers.

liens: 

https://arxiv.org/pdf/1810.04103.pdf:: Shadow and Deflection Angle of Rotating Black Holes in Perfect Fluid Dark Matter with a Cosmological Constant 
http://trounoir.pagesperso-orange.fr/vitesse_de_liberation.html:: Les trous noirs https://sciencetonnante.wordpress.com/2013/06/24/que-se-passe-t-il-quand-on-tombe-dans-un-trou-noir-ou-le-probleme-du-firewall/ :: Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? (ou le problème du firewall)

 https://www.drgoulu.com/tag/trou-noir/#.W8N2MWgzaWs:: Les trous noir du Dr Goulu 
https://sciencetonnante.wordpress.com/2013/06/24/que-se-passe-t-il-quand-on-tombe-dans-un-trou-noir-ou-le-probleme-du-firewall/: Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? (ou le problème du firewall

     3-2) Les trous noirs et la physique quantique.

Jusqu'à présent, nous avons vu les trous noirs sous l'aspect classique même si les descriptions de la relativité générale sont assez déconcertantes. Jusque dans les années 1970, le trou noir fut simplement considéré comme un corps suffisamment dense pour empêcher toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper, d’où son nom. La relativité générale d'Einstein le décrivait assez bien et on n'avait pas besoin de la mécanique quantique pour les comprendre. Mais il y a deux aspects mystérieux des propriétés de ces trous noirs  qui réclament qu'on tienne compte de la mécanique quantique et pour chacun d'eux, la théorie des boucles donne une solution. 

Une première application de la gravitation quantique à boucles à la physique des trous noirs concerne l'effondrement d'une étoile sous l'effet de son propre poids. L'étoile disparaît aux regards extérieurs parce qu'elle est à l'intérieur de son trou noir. Au début, on n'y verrait rien de particulier. On traverserait sa surface sans dommages, surtout s'il est assez grand. Mais en suite...? La relativité générale prévoit que tout se concentre en un seul point infiniment petit pour arriver, comme dans le big bang à une concentration infinie. Mais elle oublie une force répulsive qui fait rebondir l'Univers au moment du big bang. La gravité quantique à boucles nous dit que nous devons nous attendre à ce qu'en se rapprochant du centre, la matière qui tombe soit ralentie par cette force et qu'elle atteigne une très haute densité, mais non infinie et qu'elle se concentre, mais pas en un point infiniment petit. Il y a une limite à la petitesse. Dans futura-sciences.com, Aurélien Barrau explique: "quand la densité atteindrait une valeur proche de la densité de Planck, la matière « rebondirait » et le trou noir deviendrait un trou blanc. Ainsi, la singularité centrale serait évitée grâce aux effets quantiques qui se cumuleraient et pourraient avoir une influence même à l'extérieur de l'horizon. Pour autant dans l'immense majorité de l'espace, la solution serait toujours celle des équations   d'Einstein". C'est là la première application des boucles à la théorie des trous noirs. Dans la fig. 3 de l'article "de la gravitation quantique à boucles" (voir fig 3 ci-dessus), on peut voir "la surface d'un trou noir traversée par les boucles, c'est à dire par les lignes de forces du réseau de spins qui déterminent l'état du champ gravitationnel. Chaque boucle qui entre détermine l'existence d'un quantum individuel d'aire sur la surface du trou noir"  (John Baez).

La deuxième application des boucles concerne une découverte de Stephen Hawking  au début des années 1970: les trous noirs sont chauds. C'est à dire, ils se comportent comme des corps chauds.  Il a théorisé en 1975 que les trous noirs sont "chauds", c'est à dire qu'ils se comportent comme des corps chauds: ayant une certaine température. Ils émettent de la chaleur. Ils peuvent émettre des radiations, un phénomène appelé "rayonnement de Hawking" ou "radiations de Hawking". 

Avec le site futura-science.com nous pouvons comprendre l'explication dans la physique quantique (voir fig 4 ci-dessus): "Les fluctuations quantiques du vide impliquées par les inégalités de Heisenberg créent des paires de particule-antiparticule virtuelles qui ne « vivent » que très peu de temps avant de s'annihiler mutuellement, sans quoi elles violeraient le principe de conservation de l'énergie" [...]Tout près de l'horizon d'un trou noir, juste son extérieur, les paires de particules peuvent être séparées par des forces de marée qui fournissent de l'énergie et rendent ces particules réelles, autant que celles qui nous entourent. Lorsque l'une d'elles passe l'horizon, pour un observateur extérieur, elle se comporte comme une particule d'énergie négative, tandis que l'autre a une énergie positive. Le même observateur extérieur voit donc de l'énergie émise par le trou noir sous forme de particules (de matière ou d'antimatière), lequel absorbe en permanence un flux d'énergie négative, ce qui, d'après la célébrissime formule E=mc2, correspond à une perte de masse. Le trou noir s'évapore avec une température de rayonnement inversement proportionnelle à sa masse, ce qui fait que l'évaporation est d'autant plus rapide que le trou noir est petit.

Mais remarque Vincent Verschoore, je cite, "qui dit rayonnement dit perte d’énergie et il devenait alors possible que les trous noirs s’évaporent avec le temps. Mais là se cache  un grave problème associé à la notion d’information qui, selon tout ce que nous pensons savoir aujourd’hui de la nature quantique de l’Univers, ne se perd pas. Dans le modèle pré-Hawking, l’information (sous forme de rayonnement ou de quoi que ce soit) qui arrivait à l’horizon du trou noir s’y retrouvait enfermée pour l’éternité, mais n’était pas perdue pour autant : elle existait toujours sous une forme ou sous une autre à l’intérieur du trou noir. Mais s’il y a évaporation, cela signifie que l’information finira par disparaître avec la disparition du trou noir. Or, l’un des piliers de la physique quantique est que l’information ne disparaît pas. Paradoxe". L'existence du rayonnement Hawking pose donc un redoutable problème connu sous le non de paradoxe de l’information qui n'est pas encore résolu.

"Le 25 aout 2015, Hawking a tenu un séminaire annonçant qu'il pensait avoir enfin trouvé une piste sérieuse pour expliquer où se trouvait codée l'information tombant dans un trou noir. L'idée lui en serait venue en écoutant une autre conférence il y a plusieurs mois, donnée par Andrew Strominger (cordiste).  Un papier commun avec ce chercheur  et un ancien élève de Hawking, Malcom J. Perry (cordiste lui aussi), est annoncé pour dans quelque temps. En son absence, et malgré quelques indications données par Hawking et qui concernent des articles publiés depuis quelque temps par Strominger et disponibles sur arXiv, il est bien difficile, de l'aveu même des spécialistes, de se faire une idée de la nature et de la pertinence des arguments utilisés pour résoudre le paradoxe de l'information."

L'article se poursuit en expliquant qu'il s'agit d'une symétrie qui code l'information dans la géométrie de l'espace-temps:  "tout tourne autour des ondes gravitationnelles émises par une étoile en train de s'effondrer [...]. D'autres quantités conservées autres que l'énergie, le moment cinétique et la charge, sont "cachées" dans la structure de l'espace-temps par ces ondes associées à une symétrie des espaces-temps à l'infini. Cette symétrie est décrite par un groupe dit BMS, pour Bondi–Metzner–Sachs, ses découvreurs. Ce groupe décrit une symétrie particulière, des supertranslations (rien à voir avec la supersymétrie et la supergravité) et qui dans l'espace-temps plat, via le groupe de Poincaré (qui en est un sous-groupe), explique la conservation de la quantité de mouvement. Ce groupe BMS est associé à une structure géométrique équivalente à une sphère, comme l'est la géométrie de l'horizon des événements). 

L'article de fututa-sciences.com.poursuit, je cite: "comme dans le cas du principe holographique et de la conjecture AdS-Cft ( proposée par Juan Martín Maldacena à la fin 1997 et dont on trouve une présentation dans le blog de jean-Pierre Luminet), il semble que Hawking ait établi un pont entre ce qui se passe à l'infini de l'espace-temps entourant un trou noir, et sa dynamique, y compris son horizon, en découvrant la symétrie des supertranslations cachée dans la géométrie de cet horizon. Comme (les symétries que sont) ces supertranslations existent en nombre très élevé, et même infini en relativité générale classique. qu'en physique, des symétries dans les équations impliquent des quantités conservées, de l'information serait donc codée de façon très subtile dans la géométrie de l'horizon. Elle serait probablement très compliquée et pas parfaitement lisse comme on le pensait. C'est là que l'information serait conservée. Elle ne tomberait jamais dans le trou noir, ce qui permet peut-être de résoudre un autre paradoxe, celui du pare-feu.

L'article se termine en posant la question: "est-ce vraiment ce que Hawking a en tête?" Le saura-ton maintenant qu'il n'est plus?

En tout cas, "cette évaporation des trous noirs" est la découverte la plus importante de Hawking écrit Carlo Rovelli à la fin du chapitre 10 de "par-delà le visible". Et il rajoute: "Il est possible que la gravité quantique empêche la matière de s'effondrer complètement". 

Déjà, en 2014, il avait proposé une toute nouvelle idée sur les trous noirs et leur fin: "et si les trous noirs finissaient par exploser? Dans cet article de "lefigaro.fr", on peut lire: «Nos calculs montrent que l'effondrement de la matière dans le trou noir finit par s'arrêter, explique le physicien au Figaro. Lorsqu'on atteint une certaine densité, environ la masse du Soleil concentrée dans un seul atome, les effets quantiques de la gravité génèrent une force répulsive qui s'oppose à la contraction». Il en résulte un noyau extrêmement dense que le chercheur a baptisé «étoile de Planck». Vue depuis l'extérieur du trou noir, cette phase dure plusieurs milliards d'années. Mais, au sein du trou noir, le temps (temps propre) s'écoule différemment en raison de la forte gravité qui y règne. Pour l'étoile, cette phase ne dure en réalité qu'une fraction de seconde. Très vite, la matière rebondit violemment dans une gigantesque explosion, transformant le trou noir en trou blanc, un grand flash lumineux. «La grande beauté de cette théorie est de concilier un scénario très dynamique (l'étoile originelle se contracte et explose presque instantanément dans son référentiel de temps) avec la perception que nous avons d'un phénomène extrêmement lent», s'enthousiasme Carlo Rovelli."

En cherchant étoile de Planck dans Wikipedia.org, on trouve: "Son existence, prédite dans le cadre de la gravitation quantique à boucles, a été suggérée en janvier 2014 par deux physiciens italiens : Carlo Rovelli, de l'université d'Aix-Marseille, et Francesca Vidotto, de l'université Radboud de Nimègue3. Depuis lors, le modèle de l'étoile de Planck a été repris et développé par Carlo Rovelli avec Francesca Vidotto4, Aurélien Barrau5 et Hal M. Haggard6."

Article de Carlo Rovelli , Francesca Vidotto : les étoiles de Planck (planck stars):   https://arxiv.org/abs/1401.6562 ou en .pdf: https://arxiv.org/pdf/1401.6562.pdf

Article de Aurelien Barrau  Carlo Rovelli: Planck star phenomenology

 https://arxiv.org/abs/1404.5821 ou en.pdf: https://arxiv.org/pdf/1404.5821.pdf)

liens:

https://insidetheperimeter.ca/fr/last-gasp-black-hole/ : LE DERNIER SOUFFLE D’UN TROU NOIR De nouvelles recherches effectuées à l’Institut Périmètre montrent que deux des caractéristiques les plus étranges de la mécanique quantique – l’intrication et l’énergie négative – pourraient constituer deux aspects d’une même chose. L'article de Eugenio Bianchi et Matteo Smerlak (Entropie d'enchevêtrement et énergie négative en deux dimensions).

https://en.wikipedia.org/wiki/Eugenio_Bianchi est un physicien théoricien italien et professeur adjoint à la Pennsylvania State University. Il travaille sur la gravitation quantique en boucle et la thermodynamique des trous noirs . Il a dérivé la formule de Bekenstein-Hawking S = A / 4 pour l' entropie des trous noirs non extrémaux à partir de la gravité quantique en boucle , ^[1] [2] pour toutes les valeurs du paramètre Immirzi  ( qui mesure la taille du quantum de surface en unités de Planck . ^[1] En conséquence, sa valeur est actuellement fixée en faisant correspondre l’ entropie semi-classique des trous noirs calculée par Stephen Hawking et le comptage des micro-états en gravimétrie quantique en boucle).

"J'ai vécu des choses extraordinaires sur cette planète, et en même temps j'ai voyagé à travers l'Univers par la pensée, au moyen de mon cerveau et des lois de la physique. J'ai atteint les confins de la Galaxie, plongé dans un trou noir et je suis revenu à l'origine du temps. Sur Terre, j'ai eu des hauts et des bas, des moments calmes et d'autres agités, j'ai connu le succès et la souffrance. J'ai été riche et pauvre, en pleine forme et handicapé. On m'a loué et critiqué, mais jamais ignoré. Mon plus grand privilège a été de contribuer à notre compréhension de l'Univers." Sans concession, l'astrophysicien se mue en philosophe, parfois pessimiste, s'interrogeant sur la condition humaine et l'avenir de notre planète. Notamment lorsqu'il met en garde contre l'évolution de l'intelligence artificielle ou affirme sa conviction que les hommes devront un jour quitter la Terre. Mais son ultime message en direction des plus jeunes est un plaidoyer en faveur de l'intelligence humaine, une invitation à s'émerveiller et à faire confiance à l'imagination. Sans oublier, jamais, de regarder les étoiles."
Les gens ont toujours cherché à répondre aux grandes questions. D'où venons-nous? Comment l'Univers a-t-il commencé ? Quel est le sens de tout ce qui nous entoure? Y a-t-il une vie ailleurs [...]? 

liens: 

https://web.science.uu.nl/ITF/Teaching/2016/2016Molag.pdf: The Black Hole Firewall Paradox L. D. Molag August 15, 2016

https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4347: L’intrication de deux particules corrélées à distance

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/physique-intrication-quantique-persiste-deux-photons-si-disparait-46649/ :L'intrication quantique: on vient de prouver qu'elle subsistait entre deux particules même quand l'une n'existait plus.

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89vaporation_des_trous_noirs   voir paragraphe Trous noirs et information Le théorème no hair (de calvitie) qui énonce que seuls trois paramètres macroscopiques définissent l'état d'un trou noir pose un problème aux yeux de la théorie quantique. Si l'on envoie dans un trou noir un ensemble dit pur de particules, c'est-à-dire un faisceau cohérent (par exemple, un rayon laser, une paire de Cooper), le retour de cette énergie cohérente se fait sous la forme d'une énergie incohérente, un rayonnement thermique, un ensemble dit mixte. Or, les fonctions d'ondes qui décrivent ces deux types d'ensembles sont différents : dans le cas de l'ensemble pur les fonctions d'ondes s'additionnent vectoriellement, dans le cas d'un ensemble mixte, ce sont les carrés des modules des fonctions d'ondes qui s'additionnent. Or, et le paradoxe est là, la transformation d'un ensemble en un autre n'est pas possible au sens quantique, puisqu'il ne s'agit pas d'une transformation unitaire (qui préserve la norme de la fonction d'onde). Stephen Hawking a annoncé avoir résolu ce paradoxe, mais les détails de sa solution ne sont pas encore (02/2005) connus.

Article détaillé : Paradoxe de l'information.

https://www.lexpress.fr/actualite/sciences/stephen-hawking-le-livre-testament_2039124.html:  Stephen Hawking, le livre testament

https://arxiv.org/abs/hep-th/9601029: Origine microscopique de l'entropie de Bekenstein-Hawking par A. Strominger , C. Vafa

https://www.amazon.fr/gp/product/B00CICHJOI?ref=dbs_p2d_P_R_popup_yes_alc_T2:  A First Course in Loop Quantum Gravity 1st Edition, Format Kindle