Astronomie, Univers, Planètes et Satellites du Système Solaire, Pratique de l'Astro, Astrophotographie, Théories Scientifiques 

  • Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

  • Vos questions sur les trous noirs et tous les mystères : univers parallèles, trous de vers, etc.
Vos questions sur les trous noirs et tous les mystères : univers parallèles, trous de vers, etc.
 #47188    par Pl6713
 samedi 1 juin 2019 à 11:08
Bonjour,

Je pose cette question, car même si le rayonnement de Hawking est quelque chose de connu chez les spécialistes du sujet, il me semble que S. Hawking, quand il a émis cette hypothèse (non encore vérifiée à ce jour, je crois ...) a assez rapidement été confronté au paradoxe de l'information.

Si j'ai bien compris, le rayonnement de Hawking fait intervenir le mécanisme quantique de création/annihilation de paires particule/antiparticule du vide quantique, mais c'est cette même mécanique quantique qui met en péril ce phénomène d'évaporation, car la mécanique quantique est unitaire ; c'est-à-dire qu'elle n'autoriserait pas une transformation qui s'accompagne d'une perte d'information. Or, toujours si j'ai bien compris, l'évaporation d'un trou noir (même si c'est au bout d'un temps très long), s'accompagnerait d'une perte d'information, puisque tout ce qu'il contenait disparaît avec lui au moment de son évaporation.

Qu'en est-il de ce problème du paradoxe d'information ? Sait-on si on a pu trouver une théorie (cordes ? Gravitation quantique à boucle ? Autre ?) qui pourrait concilier à la fois l'existence du rayonnement de Hawking et le caractère unitaire de la mécanique quantique ? Ou bien est-ce encore un sujet ouvert ?

Dans le cas où cette question resterait encore ouverte, ne serait-il pas tout simplement possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

Merci d'avance pour vos réponses ... :relaxed:
 #47199    par Pl6713
 lundi 3 juin 2019 à 18:29
Bonjour Bongo,

Merci pour votre réponse ; effectivement, je n'avais pas pensé à chercher "paradoxe de l'information" sur wikipedia :upside_down_face:

Par contre, je lis deux choses qui me laissent un peu perplexe.

D'une part, dans un état des lieux récapitulatif des solutions possibles, on y lit :
Wikipedia a écrit :L'information s'échappe au fur et à mesure de l'évaporation du trou noir2,3.

Avantage : Attrayant dû au parallèle que l'on peut faire entre cette hypothèse et la récupération d'information lors du processus de combustion.
Inconvénient : Demande de grands changements de la gravité classique et semi-classique (car elles n'acceptent pas de perte d'information).

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_ ... nWikipedia

ce qui semblerait vouloir dire que cette possibilité implique quand même une perte d'information, mais d'autre part toujours sur la même page, on trouve la chronologie suivante :
Wikipedia a écrit :1996 : Quelques semaines après, Curtis Callan et Juan Maldacena publient un article modélisant l'évaporation d'un trou noir en utilisant la théorie des cordes, et retrouvent les formules de temps d'évaporation de Hawking. Le fait qu'ils n'aient utilisé que les méthodes conventionnelles de la mécanique quantique pour cette modélisation leur permet d'affirmer que les lois de la mécanique quantique sont a priori parfaitement respectées par l'évaporation d'un trou noir, et que - selon eux - l'information est donc conservée et restituée par l'évaporationS 4.

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_ ... nWikipedia


Du coup, je ne sais pas vraiment dire si le résultat de 1996, est le dernier avatar (ferme et définitif) sur la question, ou bien si c'est la liste des avantages/inconvénients qui est celle la plus à jour, mais j'ai quand même l'impression qu'il y a une contradiction entre ces 2 infos données sur cette même page.

A vous lire, j'ai l'impression que c'est la publi de 1996 qui est la plus récente, et que je ne dois pas tenir compte de la liste des avantages/inconvénients du récapitulatif. Est-ce bien ça ?

Encore merci pour votre temps ... :slightly_smiling_face:
 #47202    par bongo
 mardi 4 juin 2019 à 10:21
Pl6713 a écrit :
lundi 3 juin 2019 à 18:29
Par contre, je lis deux choses qui me laissent un peu perplexe.
Il faut comprendre que ce sont des idées de pistes pour résoudre ce problème.
Pl6713 a écrit :
lundi 3 juin 2019 à 18:29
D'une part, dans un état des lieux récapitulatif des solutions possibles, on y lit :
Wikipedia a écrit :L'information s'échappe au fur et à mesure de l'évaporation du trou noir2,3.

Avantage : Attrayant dû au parallèle que l'on peut faire entre cette hypothèse et la récupération d'information lors du processus de combustion.
Inconvénient : Demande de grands changements de la gravité classique et semi-classique (car elles n'acceptent pas de perte d'information).

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_ ... nWikipedia

ce qui semblerait vouloir dire que cette possibilité implique quand même une perte d'information
Non justement, puisque dans la théorie classique de la gravitation, l’information est bien perdue. Si on veut que l’information soit conservée, cela implique de grands changements dans la théorie de la gravitation, ce qui veut dire qu’une théorie de la gravitation quantique doit répondre à cette question, de la conservation de l’information.
Pl6713 a écrit :
lundi 3 juin 2019 à 18:29
mais d'autre part toujours sur la même page, on trouve la chronologie suivante :
Wikipedia a écrit :1996 : Quelques semaines après, Curtis Callan et Juan Maldacena publient un article modélisant l'évaporation d'un trou noir en utilisant la théorie des cordes, et retrouvent les formules de temps d'évaporation de Hawking. Le fait qu'ils n'aient utilisé que les méthodes conventionnelles de la mécanique quantique pour cette modélisation leur permet d'affirmer que les lois de la mécanique quantique sont a priori parfaitement respectées par l'évaporation d'un trou noir, et que - selon eux - l'information est donc conservée et restituée par l'évaporationS 4.

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_ ... nWikipedia


Du coup, je ne sais pas vraiment dire si le résultat de 1996, est le dernier avatar (ferme et définitif) sur la question, ou bien si c'est la liste des avantages/inconvénients qui est celle la plus à jour, mais j'ai quand même l'impression qu'il y a une contradiction entre ces 2 infos données sur cette même page.

A vous lire, j'ai l'impression que c'est la publi de 1996 qui est la plus récente, et que je ne dois pas tenir compte de la liste des avantages/inconvénients du récapitulatif. Est-ce bien ça ?
Pour moi, ce n’est pas la réponse définitive. En théorie des cordes, on ne sait pas tout exploiter. Le calcul montre simplement qu’avec un espace-temps plat, avec les principes de la MQ, on retrouve la même durée d’évaporation. Mais dans le détail, on ne sait pas comment l’information est resituée.

De plus pour moi, la théorie des cordes n’est pas une théorie de gravitation quantique, c’est au mieux une approximation à champ faible.
La réponse définitive viendra d’une théorie quantique de la gravitation, qui prendra en compte un espace-temps courbe.
 #47205    par Pl6713
 mardi 4 juin 2019 à 12:12
Ok. Merci pour toutes ces précisions ! :relaxed:

Il me semblait bien avoir compris que la piste de solution à laquelle je faisais allusion appelait une refonte de la gravité classique, mais je me disais que si la publi de 1996 y répondait (à cette refonte), il n'y avait plus besoin de mentionner de pistes, et que cette rubrique devenait de fait obsolète (puisque le problème aurait alors été résolu par cette publi). D'où ma perplexité et mon incompréhension ...

Mais comme vous le dites vous-même :
Bongo a écrit :Pour moi, ce n’est pas la réponse définitive. En théorie des cordes, on ne sait pas tout exploiter. Le calcul montre simplement qu’avec un espace-temps plat, avec les principes de la MQ, on retrouve la même durée d’évaporation. Mais dans le détail, on ne sait pas comment l’information est resituée.

De plus pour moi, la théorie des cordes n’est pas une théorie de gravitation quantique, c’est au mieux une approximation à champ faible.
La réponse définitive viendra d’une théorie quantique de la gravitation, qui prendra en compte un espace-temps courbe.

J'en conclus que le paradoxe de l'information est toujours d'actualité. D'ailleurs, j'ai trouvé ceci, toujours sur Wikipedia, qui semble aller dans ce sens : Problèmes de la physique .

Encore merci et bonne journée.