Dans cette hypothèse novatrice, une étoile massive pourrait se transformer en un objet semblable à un trou noir, mais rempli d'énergie noire. Cette idée ouvre des voies prometteuses pour résoudre des énigmes cosmologiques majeures.
Les avancées en astronomie proviennent souvent de télescopes plus puissants ou d'instruments de pointe. Pourtant, des chercheurs ont exhumé de nouvelles perspectives en réexaminant des équations mathématiques du siècle dernier. L'astronome Kevin Croker et le mathématicien Joel Weiner, de l'Université d'Hawaï (Weiner étant professeur émérite), ont revisité les équations de Friedmann, nommées d'après le mathématicien russe Aleksandr Friedmann (1888-1925). Ces équations, simplification gérable de la relativité générale d'Einstein, modélisent l'expansion de l'Univers depuis des décennies.
Les deux scientifiques remettent en question l'hypothèse friedmannienne classique : l'absence d'influence mutuelle entre l'échelle cosmique (l'Univers) et l'échelle locale (étoiles et trous noirs). Dans un article publié le 28 août 2019, ils démontrent que des objets ultra-compacts comme les trous noirs ou les étoiles à neutrons peuvent affecter l'expansion universelle, et vice versa. Ils proposent ainsi des équations corrigées, éclairant potentiellement les trous noirs et l'énergie noire.
L'Univers et les étoiles s'influencent mutuellement.
Les trous noirs captivent l'imagination. Le 10 avril 2019, la première image de Powehi – nom hawaïen signifiant « source sombre ornée d'une création sans fin » –, trou noir supermassif au cœur de M87, a fait le tour du monde grâce à huit radiotélescopes. Bientôt, une vidéo en temps réel du trou noir sagittarien sera possible d'ici cinq ans.
Ces objets si denses que rien, pas même la lumière, n'échappe à leur gravité, apparaissent noirs. Ils dévorent des étoiles entières, comme observé récemment par le satellite TESS.
Il reste difficile de sonder les profondeurs de ces objets énigmatiques.
Une fois franchi l'horizon des événements, rien ne ressort. La masse se concentre en singularité, inaccessible à l'observation et théoriquement problématique, car la relativité générale y échoue.
Les fusions nucléaires stellaires génèrent lumière et pression contre la gravité. À épuisement du carburant, l'étoile implose : supernovae ou nébuleuses planétaires éjectent les couches externes. Le résidu ? Naine blanche pour les étoiles solaires, étoile à neutrons pour les plus massives, trou noir pour les plus lourdes.
Des trous noirs primordiaux suggèrent d'autres mécanismes de formation, encore mal compris.
Selon la relativité, des étoiles massives pourraient s'effondrer en objets indistinguables des trous noirs, mais remplis d'énergie noire : les Objets Généraux d'Énergie Sombre (GEODE).
L'énergie noire (68 % de l'Univers) contrecarre la gravité, accélérant l'expansion cosmique.
Erast Gliner évoqua les GEODE en 1966. La nouveauté de Croker et Weiner : l'effondrement de noyaux stellaires supermassifs en GEODE expliquerait l'expansion accélérée sans constante cosmologique ad hoc.
Le 11 février 2016, LIGO détecta les premières ondes gravitationnelles d'une fusion de trous noirs (septembre 2015), Nobel mérité. Mais la masse finale posa problème. Si GEODE ? Leur masse croît avec l'expansion universelle, expliquant les mesures LIGO sans hypothèses exotiques (publication du 7 septembre 2019). Powehi pourrait être une GEODE.
Image : Powehi (M87) vu comme GEODE. Zone verte : énergie noire ; croûte violette optionnelle.
Croker et Weiner attendent la validation observationnelle. De futures détections d'ondes gravitationnelles (LIGO amélioré) trancheront : trous noirs ou GEODE ? Cela pourrait résoudre le paradoxe de l'information et relancer les idées de George Chapline, niant les trous noirs. GEODE ou trous noirs selon les conditions stellaires ?
Une piste passionnante pour percer les mystères cosmiques.
