Les trous noirs en rotation peuvent servir de portails pour les voyages interstellaires!

Par Inés Urdaneta / Physicienne et chercheuse à la Resonance Science Foundation 

Au moyen de simulations numériques et de calculs informatiques, une équipe de l’Université du Massachusetts à Dartmouth et du Georgia Gwinnett College a observé que les trous noirs en rotation peuvent être traversés. Les résultats ont été publiés dans Phys. Rev. D, et les calculs ont été effectués par Caroline Mallary, étudiante du directeur de l’équipe de recherche, Gaurav Khanna. 

Mallary voulait tester si Cooper (joué par Matthew McConaughey) dans le film Interstellar de Christopher Nolan, pourrait survivre à la chute de Gargantua - un trou noir fictif, rotatif et supermassif d’environ 100 millions de fois la masse de notre soleil. Les propriétés physiques de ce trou noir ont été tirées du livre écrit par le lauréat du prix Nobel Kip Thorne, sur lequel le film était basé. 

These mysterious creatures called black holes, are regions in space where there is an enormous accumulation of energy/matter, concentrated in such a small volume that the energy/mass density is almost infinite -known as a singularity- and gravity therefore becomes extremely large in that region, to such an extent that nothing, not even light, could escape. This enormous density and extremely high temperature could cause an opening or hole in the fabric of spacetime, which could serve as a bridge or portal for space travel.

Black holes would be a kind of shortcut that would allow us to cross enormous distances in space, in very short periods of time, thus overcoming the limits imposed by the speed of light. Not because we have exceeded the speed of light, but because we have considerably shortened the trajectory. In such a case, at least hypothetically, it is believed that a spacecraft could enter through a black hole and exit at the other end through a white hole, which are regions of space where nothing, not even light, could enter, as shown in the image below.

However, until now it was not believed that black holes could be physically traversable; if a spacecraft were to enter this region of extremely high temperature and density, it would begin to undergo a series of very unpleasant stretches and compressions, which would increase before the complete evaporation of the object.

La clé du succès dans une telle entreprise était que, dans le cas des trous noirs en rotation, d’autres facteurs entrent en jeu et qui changent complètement le résultat des simulations numériques, comme le démontrent les travaux de Mallary. Son étude capture les effets physiques les plus pertinents qu’un vaisseau spatial, ou tout autre grand objet, subirait en tombant dans un trou noir en rotation, tel que Sagittarius A *, le trou supermassif au centre de notre galaxie de la Voie lactée. L’article examine les forces de « marée » subies par le vaisseau spatial de Cooper en raison de la singularité de Cauchy, qui est l’horizon intérieur du trou noir.

Gran Firmamento, de Jorgelina Alvarez, de l’Antarctique.

Parmi les découvertes découvertes par Mallory, il y avait une caractéristique auparavant inaperçue qui a émergé: les effets de la singularité, dans le contexte d’un trou noir en rotation, entraînent des cycles d’étirement et de compression dans le vaisseau spatial qui accélèrent à une vitesse telle qu’elle n’a pas d’effet « soutenu » au fil du temps, laissant l’objet indemne. Et plus le trou noir est grand, plus la force de cet effet est faible. Dans le cas de Gargantua, l’effet est si faible que tout navire et les voyageurs à bord ne le détecteraient pas; cela permettrait un passage très fluide.

Les effets ont été calculés pour différents matériaux, par exemple l’acier et le verre. Pour le cas de l’acier, la figure ci-dessous montre la contrainte physique sur la coque en acier du vaisseau spatial lorsqu’elle tombe dans le trou noir en rotation.

Image tirée de Khanna/UMassD.

L’encart montre un zoom détaillé pour les temps très tardifs. Comme l’a fait remarquer Khanna, la caractéristique importante est que la souche augmente rapidement près du trou noir mais ne se développe pas indéfiniment.

Le point crucial est que ces effets n’augmentent pas sans limite; en fait, ils restent limités, même si les contraintes sur le vaisseau spatial ont tendance à croître indéfiniment à mesure qu’il s’approche du trou noir. Khanna/UMassD

Il convient de mentionner certaines approximations qui ont permis d’importantes simplifications dans le calcul; par exemple, on a supposé que le trou noir était isolé et exempt de perturbations environnantes comme une étoile. Par conséquent, des simulations numériques devraient être effectuées en tenant compte des voisinages réels du trou noir, car la plupart d’entre eux sont entourés de matière cosmique: poussières, gaz, rayonnements ...

Il convient également de noter que dans ce travail aucun effet quantique d’aucune sorte n’a été pris en compte, le traitement était purement avec la relativité générale classique, même si des effets quantiques sont à prévoir une fois l’horizon de Cauchy franchi.

Bien qu’il s’agisse de simulations numériques, nous sommes très optimistes car ces résultats montrent que les trous noirs se comportent très différemment des trous stationnaires, ce qui nous permet de faire des prédictions essentielles pour réaliser un tel exploit dans la vie réelle.

RSF en perspective

La première conclusion de ce travail est que la singularité à l’intérieur d’un trou noir en rotation est techniquement « faible » et ne cause donc pas de dommages aux objets en interaction.

D’après la théorie holographique généralisée de Nassim Haramein, l’évolution stellaire change radicalement, et les trous noirs ne seraient pas l’étape finale d’une étoile, mais au contraire, ils seraient l’étape initiale, de sorte que lorsqu’une étoile s’effondre, elle laisse nue la singularité en son centre. Et l’origine d’un trou noir est le spin intrinsèque à la dynamique de l’espace ; comme l’eau qui descend dans un drain, l’eau serait l’espace-temps, le drain est la singularité, et le vortex qui va dans le drain est ce que nous appelons un trou noir. Par conséquent, tous les trous noirs tournent. Tous, sans exception.

Depuis plus de 25 ans, Nassim Haramein affirme que, si tout tourne dans l’univers, c’est parce que la rotation vient de l’espace lui-même. Comme lorsque nous ajoutons du lait à un café noir et que nous le remuons avec une cuillère, nous ne penserions pas que le lait tourne tout seul, et c’est grâce au lait que nous pouvons voir le motif en spirale et la rotation du système. Le lait serait, par exemple, une galaxie, et le café, l’espace où la galaxie est immergée. D’après le modèle holographique généralisé, le spin serait intrinsèque à la dynamique du vide, résultant de l’inclusion des forces de torsion et de Coriolis dans les équations de champ d’Einstein et la solution de Kerr-Newman, appelée solution de Haramein-Rauscher. Le gradient de densité, du vide quantique au vide macroscopique, obéit à ces dynamiques ; les structures de rotation dynamique des galaxies, des novae, des supernovae et d’autres structures astrophysiques seraient entraînées par la torsion spatio-temporelle également responsable de la formation observée de galaxies spirales.

Cette même dynamique régirait les trous noirs, qui auraient une topologie très différente de celle actuellement décrite par les équations de champ d’Einstein. La métrique de Haramein-Rauscher produit une topologie toroïde double, séparée à l’équateur, qui est l’endroit où la matière qui « s’échappe » ou qui est produite dans le trou noir serait concentrée. Et étant donné qu’au centre de chaque galaxie, nous avons observé l’existence de trous noirs, parfois plus anciens que l’âge de la galaxie, cela suggérerait que les galaxies sont formées par des trous noirs, et donc les galaxies ont la forme qu’elles ont, apparemment horizontale, parce que la matière s’accumule à l’équateur de cette dynamique.

Par conséquent, les trous noirs sont des créatures très différentes de ce à quoi nous avons l’habitude de penser. Comme expliqué dans cet article de RSF, il est très difficile d’observer ou de détecter la rotation d’un trou noir.

Pour en savoir plus:

https://theconversation.com/rotating-black-holes-may-serve-as-gentle-portals-for-hyperspace-travel-107062