D’anciens mini trous noirs détectables par de très faibles ondes gravitationnelles ?

Les trous noirs primordiaux seraient de petits trous noirs formés immédiatement après le big bang. Elles ont été théorisées pour la première fois il y a quelques décennies, mais elles ont suscité un nouvel intérêt depuis que plusieurs scientifiques et cosmologistes les ont proposées comme principales candidates pour expliquer de quoi est faite la matière noire. La matière noire est une substance, invisible pour nous, qui exerce cependant une attraction gravitationnelle sur la matière visible qui nous entoure et donc aussi sur les planètes, les étoiles et les galaxies.

Mini trous noirs formés lors de l’inflation

Une nouvelle étude, parue sur arXiv, relance l’idée de l’existence réelle de ces mini trous noirs formés au début des temps. Plus précisément, les chercheurs Zhu Yi, Qing Gao, Yungui Gong et Zong-hong Zhu expliquent qu’ils ont pu se former pendant l’inflation, une phase initiale brève et chaotique qui a vu l’univers s’étendre à une vitesse inimaginable.
Pendant cette phase, l’espace-temps peut en effet avoir plié si intensément, puis s’être à nouveau aplati vers la fin de la même phase inflationniste, qu’il a produit des fluctuations marquées dans sa propre structure. Ces fluctuations ou courbures auraient alors formé une grande population de mini trous noirs avec une masse de terre.

Il faut chercher les ondes gravitationnelles secondaires…

Comment prouver une telle théorie ? Il pourrait y avoir un moyen : vous pourriez chercher des ondes gravitationnelles secondaires (SGW), comme l’explique Live Science en prenant les mêmes auteurs de l’étude.
Elles sont beaucoup plus faibles que les ondes gravitationnelles dont nous avons tant entendu parler ces dernières années et qui ont été détectées expérimentalement pour la première fois il y a quelques années seulement. Ce sont des vibrations de l’univers si subtiles qu’elles ne sont pas perceptibles avec les détecteurs d’ondes gravitationnelles classiques actuels.

Ondes gravitationnelles secondaires interceptées par les pulsars

Toutefois, ils pourraient être interceptés à l’avenir par deux méthodes. Dans le premier, on pouvait utiliser des réseaux temporels réalisés par des pulsars. Ce sont des étoiles à neutrons tourbillonnantes qui envoient des éclairs d’énergie lorsqu’elles tournent. Ils peuvent être utilisés comme des horloges très précises.
Cependant, ces signaux peuvent être déformés par une onde gravitationnelle secondaire passant entre la Terre et un pulsar. Bien que très faible, une onde gravitationnelle secondaire pourrait en fait déformer l’espace-temps entre nous et le pulsar lui-même, de sorte que l’impulsion de ce dernier arrive un peu plus tôt ou puisse arriver sur Terre plus tard. Ce manque de synchronisation pourrait être détecté par des instruments assez sensibles. Cependant, ce serait quelque chose de difficile à détecter.

Également détectable avec l’antenne spatiale de l’interféromètre laser (LISA),

Il pourrait être possible de les détecter par une deuxième méthode, c’est-à-dire par de nouvelles générations de détecteurs d’ondes gravitationnelles beaucoup plus sensibles que ceux d’aujourd’hui qui pourraient capter ces ondes secondaires plus faibles.
À cet égard, l’antenne spatiale à interféromètre laser (LISA), un nouveau détecteur d’ondes gravitationnelles en orbite autour de la Terre, qui pourrait être lancé par l’Agence spatiale européenne dès les années 2030, pourrait être utile.

Quelle que soit la méthode de révélation, si des ondes gravitationnelles secondaires étaient découvertes, la découverte serait la preuve de l’existence des trous noirs primordiaux formés au début de l’univers, et cela pourrait à son tour être un indice qu’ils pourraient en fait être la source primaire de matière noire dans l’univers.

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