Les mini trous noirs pourraient former des atomes gravitationnels

Il existe une différence significative entre les trous noirs astrophysiques et les trous primordiaux. Les premiers se produisent lorsque d'énormes étoiles s'effondrent pour créer une région de l'espace dans laquelle la gravité est si forte que rien ne peut s'échapper (c'est pourquoi elles sont noires).

Et ils sont énormes. Celui qui se trouve au centre de notre galaxie serait environ 4 millions de fois plus massif que le Soleil.

En revanche, les trous noirs primordiaux sont minuscules, avec des masses mesurées en tonnes. Les astrophysiciens pensent que ces objets ont dû se former en grand nombre pendant le Big Bang. Ils pensent également que les trous noirs primordiaux s'évaporent lentement, pour finalement disparaître dans une bouffée de puissants rayons gamma.

Cependant, personne n'a vu de manière concluante la mort d'un trou noir primordial, laissant ouverte la possibilité que quelque chose d'autre puisse se produire.

Alors aujourd'hui, Pace VanDevender de Sandia National Labs et Aaron VanDevender ont proposé une idée alternative. Peut-être que les trous noirs primordiaux ne s'évaporent pas. Au lieu de cela, ces objets interagissent avec les particules proches pour former l'équivalent gravitationnel des atomes.

C'est une idée intéressante (et certainement pas plus folle que les cosmologistes ne le pensent habituellement). Normalement, la gravité est si faible qu'elle peut effectivement être ignorée à l'échelle des atomes. Mais ce n'est pas le cas des mini trous noirs, qui devraient générer des forces capables de piéger des atomes en orbite autour d'eux.

Cela soulève immédiatement la grande peur associée aux trous noirs : qu'ils consomment toute la matière sur leur passage tout en devenant rapidement des monstres mangeurs de planètes. Ces mini trous noirs ne vont-ils pas simplement aspirer les atomes à proximité dans l'oubli ?

Les VanDevenders disent que c'est peu probable. Et ils font un coup assez convaincant pour expliquer pourquoi. Leur argument est similaire à celui que Planck et d'autres ont utilisé pour développer la théorie de l'atome au début du siècle dernier.

Le problème était alors que, dans les théories classiques, un électron en orbite autour d'un atome devait entrer en spirale dans le noyau. Donc, en théorie, les atomes ne devraient pas exister.

La nouvelle théorie de la mécanique quantique a résolu ce problème en introduisant l'idée de quantification dans laquelle la probabilité que l'électron soit absorbé par le noyau n'est pas impossible mais extrêmement faible.

Les Van Devenders disent qu'une situation similaire devrait exister pour les trous noirs primordiaux, à condition qu'ils soient suffisamment petits. Ces objets doivent avoir un champ gravitationnel suffisamment puissant pour attirer des objets tels que des atomes neutres en orbite autour d'eux. Mais ils doivent également avoir un rayon si petit que les chances que l'atome en orbite rencontre le trou noir soient extrêmement faibles.

Les VanDevenders disent que cela devrait être vrai pour les trous noirs avec une masse nettement inférieure à quelques centaines de milliards de kilogrammes. Et ils poursuivent en donnant une étude détaillée de certaines des propriétés de ces atomes gravitationnels.

Par exemple, certains trous noirs seront si petits que l'énergie thermique des particules voisines surmontera facilement l'attraction gravitationnelle. Ces trous noirs disperseront la matière mais ne pourront pas la lier aux coquilles. Apparemment, les trous noirs qui pourraient se former dans des expériences comme le LHC entrent dans cette catégorie.

Cependant, de plus grands mini trous noirs d'environ 10 à 1 000 tonnes peuvent piéger des atomes neutres et devraient donc être entourés de coquilles d'atomes tels que le silicium ou le fer.

Ces objets devraient être détectables lorsqu'ils frappent la Terre. Les VanDevenders ont calculé qu'un tel atome gravitationnel serait dépouillé de ses atomes en orbite lors de son passage à travers la Terre, créant des émissions de radiofréquences.

Par conséquent, une recherche de signaux électromagnétiques provenant d'atomes équivalents gravitationnels devrait se concentrer sur des sources RF non identifiées en mouvement rapide dans l'espace entourant la Terre, disent-ils.

C'est quelque chose que nous pourrions rechercher maintenant avec une relative facilité. Il peut même exister des données existantes qui pourraient limiter la possibilité que des atomes gravitationnels existent.

Ça vaut probablement le coup que quelqu'un jette un œil.

Réf : arxiv.org/abs/1105.0265 : Structure et absorption de masse des trous noirs terrestres hypothétiques

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