Trous noirs: l'attraction n'est pas toujours fatale
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Schématisation d'ondes gravitationnelles engendrées par deux trous noirs en orbite l'un autour de l'autre.
L'étude révèle qu'il est théoriquement possible que deux trous noirs restent à une distance fixe l'un de l'autre. Ce phénomène s'explique par l'expansion de l'Univers, compensant leur attraction gravitationnelle mutuelle.
Óscar Dias, physicien à l'Université de Southampton, indique que de loin, ces trous noirs pourraient ressembler à un seul. Selon lui, il serait difficile de déterminer s'il s'agit d'un ou de deux trous noirs. L'équipe de recherche a publié ses résultats dans la revue Physical Review Letters le 25 septembre dernier.
Les chercheurs ont pointé une incohérence logique dans un théorème et une supposition limitante dans un autre. Contrairement aux idées reçues, deux trous noirs pourraient être délicatement équilibrés par l'expansion due à la constante cosmologique.
L'expansion de l'Univers joue un rôle crucial pour maintenir deux trous noirs à une distance fixe. Cette expansion est propulsée par l'énergie sombre, qui provoque une accélération de l'éloignement des objets cosmiques. Dans le cas des trous noirs en question, cette force d'expansion vient contrebalancer leur attraction gravitationnelle mutuelle.
En termes simples, alors que la gravité cherche à rapprocher les deux trous noirs, l'expansion de l'Univers exerce une pression opposée qui les éloigne. Si ces deux forces sont parfaitement équilibrées, les trous noirs peuvent rester à une distance constante l'un de l'autre. Il s'agit d'un équilibre instable, similaire à un stylo posé sur sa pointe: tout changement mineur peut perturber cet équilibre.
La rotation des trous noirs pourrait ajouter une nouvelle dimension à cet équilibre délicat. Un trou noir en rotation possède ce qu'on appelle un "moment angulaire", qui influence les objets environnants en plus de la gravité. Si deux trous noirs tournent en sens opposé, leur moment angulaire pourrait, en théorie, contribuer à équilibrer leur attraction gravitationnelle.
Ce mécanisme n'est pas encore démontré, mais il offre une voie de recherche intéressante. La rotation pourrait rendre l'équilibre entre les deux trous noirs plus stable, renforçant ainsi la probabilité que de tels paires existent dans l'Univers.
Jorge Santos, co-auteur de l'étude et professeur de physique théorique à l'Université de Cambridge, suggère que cette théorie pourrait également s'appliquer à des systèmes plus complexes, tels que des configurations à trois ou quatre trous noirs.