Le télescope spatial Webb pourrait découvrir que les premières étoiles se sont formées autour de trous noirs primordiaux

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Un communiqué de l’Esa fait écho à un article déposé sur arXiv et qui est un serpent de mer de l’astrophysique et de la cosmologie depuis environ 50 ans. La question ne cesse d’être débattue avec de multiples oscillations de balancier en ce qui concerne leur pertinence pour résoudre les épineux problèmes que sont la nature de la matière noire et l’origine des trous noirs supermassifs. On espère aussi qu’ils pourraient servir à démontrer l’existence du rayonnement Hawking. Il s’agit bien sûr des trous noirs primordiaux.

Reprenons les explications données de nombreuses fois à leur sujet dans les articles de Futura. Ces objets sont aussi célèbres sous le nom de mini-trous noirs et ce n’est rien de moins que Stephen Hawking qui s’en est particulièrement occupé à partir de 1971 en se basant sur les travaux publiés en 1966 par Yakov Zel'dovich et Igor Novikov, deux grands leaders de l'astrophysique et de la cosmologie relativiste russes.

Des trous noirs fossiles du Big Bang

Tout repose sur une constatation très simple dans les raisonnements concernant ces objets encore théoriques. Dans le cadre des modèles cosmologiques relativistes de type Big Bang, la densité « initiale » de l'Univers observable devait être très grande. Si l'on en croit les équations tentant de décrire l'état de la matière et du champ de gravitation proche de la singularité cosmologique initiale en relativité générale classique, l'Univers était alors très turbulent avec des fluctuations chaotiques de sa métrique et de sa densité comme l’ont montré les travaux de Charles Misner (modèle connu sous le nom de Mixmaster univers), ainsi que ceux de Belinsky, Khalatnikov et Lifchitz. Tout dernièrement d’ailleurs des travaux sur les ondes gravitationnelles produites à ce moment-là ont montré que le terme de turbulence pouvait littéralement être utilisé dans son sens en hydrodynamique.

Dans ces conditions infernales, si une fluctuation de densité devient telle qu'une masse donnée passe sous son rayon de...

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