Les trous noirs et la forme de l'espace

La théorie de la relativité générale,les modèles de trous noirs et les solutions cosmologiques de type  big-bang  qui en découlent,décrivent des espace-temps courbés par la gravitation,sans toutefois trancher sur certaines questions fondamentales quant à la nature de l'espace. Quelle est sa structure géométrique à grande et à petite échelle ? Est-il continu ou discontinu,fini ou infini,possède-t-il des  trous  ou des  poignées,contient-il un seul feuillet ou plusieurs,est-il  lisse  ou  chiffonné  ? Des approches récentes et encore spéculatives,comme la gravité quantique,les théories multidimensionnelles et la topologie cosmique,ouvrent des perspectives inédites sur ces questions. Je détaillerai deux aspects particuliers de cette recherche. Le premier sera consacré aux trous noirs. Astres dont l'attraction est si intense que rien ne peut s'en échapper,les trous noirs sont le triomphe ultime de la gravitation sur la matière et sur la lumière. Je décrirai les distorsions spatio-temporelles engendrées par les trous noirs et leurs propriétés exotiques : extraction d'énergie,évaporation quantique,singularités,trous blancs et trous de ver,destin de la matière qui s'y engouffre,sites astronomiques où l'on pense les avoir débusqués. Le second aspect décrira les recherches récentes en topologie cosmique,où l'espace  chiffonné,fini mais de topologie multiconnexe,donne l'illusion d'un espace déplié plus vaste,peuplé d'un grand nombre de galaxies fantômes. L'univers observable acquiert ainsi la forme d'un  cristal  dont seule une maille correspond à l'espace réel,les autres mailles étant des répliques distordues emplies de sources fantômes.

Disciplines : Topologie,Astronomie descriptive
Mots-clés : astrophysique,trou noir,topologie de l'Univers,géométrie multidimensionnelle,forme de l'espace,espace riemannien,espace,physique quantique,géométrie euclidienne,espace courbe,courbure,géométrie différentielle,relativité générale,espace-temps,cosmologie,gravitation,univers,univers chiffonné
Type de document : image en mouvement
Type de ressource : lecture
Niveau : higher education
Auteurs ou éditeurs : Jean-Pierre LUMINET,Mission 2000 en France,UTLS - la suite