Les physiciens proposent que la détection de trous noirs primordiaux explosifs pourrait révolutionner la compréhension actuelle des lois fondamentales de la nature. Ces trous noirs, qui auraient formé dans les premiers instants après le Big Bang, pourraient exploser à travers l'univers en raison du rayonnement de Hawking.
Le rayonnement de Hawking est un processus quantique qui crée des paires de particules à partir du vide de l'espace, entraînant l'évaporation des trous noirs. Une étude récente publiée dans le Journal of High Energy Physics suggère que trouver un trou noir primordial explosif pourrait révéler de nouvelles physiques.
Les trous noirs primordiaux sont théorisés pour avoir formé à partir de l'effondrement gravitationnel dans un environnement chaud et dense peu après le Big Bang. Ils devraient être extrêmement petits, potentiellement pas plus grands que des particules subatomiques, et posséder une masse relativement faible. Bien qu'aucun n'ait été observé directement, divers modèles cosmologiques indiquent leur existence.
Selon la théorie quantique, les trous noirs émettent un rayonnement, désormais connu sous le nom de rayonnement de Hawking, lorsque des paires de particules apparaissent près de leurs horizons des événements. En général, ces particules s'annihilent mutuellement ; cependant, si l'une tombe dans le trou noir, l'autre peut s'échapper sous forme de rayonnement. Au fil du temps, ce processus entraîne l'évaporation du trou noir.
Les chercheurs croient que les trous noirs primordiaux très légers émettraient beaucoup plus de rayonnement de Hawking que leurs homologues plus massifs. Bien que la détection du rayonnement de Hawking des trous noirs massifs soit presque impossible, les trous noirs primordiaux pourraient être observés par le biais d'observatoires de rayons gamma et de neutrinos, révélant diverses particules, y compris des photons, des électrons et des neutrinos.
Alors que ces trous noirs primordiaux s'évaporent progressivement, ils devraient exploser, libérant une quantité substantielle de rayonnement qui pourrait contenir des particules auparavant inconnues, offrant potentiellement des aperçus sur de nouvelles physiques.
De plus, les scientifiques spéculent que les trous noirs primordiaux pourraient produire des particules hypothétiques connues sous le nom d'axions, qui sont des candidats principaux pour la matière noire—une substance insaisissable qui constitue environ 85% de la masse de l'univers.
Les auteurs affirment que la découverte d'un seul trou noir primordial explosif et l'analyse de son rayonnement de Hawking pourraient conduire à l'identification de particules entièrement nouvelles et fournir des explications sur la matière noire.
Les observatoires nécessaires pour cette recherche sont actuellement en cours de développement. Les physiciens soulignent que si un trou noir primordial explosif est détecté relativement près de la Terre, cela pourrait fondamentalement altérer les perceptions des lois naturelles.