L’HORIZON DU NON-RETOUR

Pierre Binétruy – Ce qui me passionne en ce moment, c’est cette question d’horizon, l’horizon gravitationnel, mais même l’horizon tout court. Alors l’horizon, on le connaît tous, depuis les Grecs, on sait que ça nous permet de déterminer la géométrie, par exemple c’est en voyant disparaître les bateaux derrière l’horizon que ils se sont rendu compte que la Terre était ronde, mais c’est aussi une notion spatio-temporelle, on parle de l’horizon, à l’horizon des années 2020, donc on voit que c’est pas qu’une notion d’espace, c’est aussi une notion de temps qui est rentrée dans la façon dont on voit les choses. Alors l’horizon, pour les astrophysiciens, il joue un rôle particulier et je suis convaincu que c’est à l’horizon qu’on va comprendre ou voir des signes de ce qui unifie la gravitation et la théorie quantique.

Alors je m’explique : on parle d’horizon, par exemple, près d’un trou noir ! L’horizon du trou noir, c’est la surface qu’on traverse, une surface sphérique autour du trou noir, une fois qu’on l’a traversé, on ne revient pas en arrière, c’est donc la surface de non-retour. À l’intérieur du trou noir, il y a la singularité, il y a le régime quantique, etc., à l’extérieur du trou noir, y a la gravitation du trou noir, et donc on est vraiment à l’interface entre gravitation et physique quantique. Donc ce que j’espère, c’est que le jour où on va pouvoir observer de près ces horizons de trous noirs, eh bien on aura des indications sur ce fameux régime qui est si difficile à comprendre et à appréhender. Et on imagine que quand on aura un détecteur d’ondes gravitationnelles dans l’espace, le détecteur sur lequel je travaille, eh bien, on pourra observer des petits trous noirs qui tournent autour de l’horizon du grand trou noir, par exemple le grand trou noir au centre de notre galaxie, qui vont tourner pendant un nombre de cycles extrêmement important, quelques centaines de milliers, et pendant tous ces cycles où le petit trou noir orbite autour du grand trou noir, des ondes gravitationnelles vont être produites et ces ondes gravitationnelles vont donc nous renseigner sur la géométrie, sur l’espace et le temps, très près de l’horizon du trou noir, jusqu’à ce que le petit trou noir disparaisse derrière l’horizon. Les ondes gravitationnelles sont des déformations de l’espace-temps, qui se propagent, et qui sont dues à du mouvement de matière, la matière courbe l’espace-temps, la matière en mouvement déclenche des ondes de courbure qui sont ces ondes gravitationnelles et la mission spatiale devrait pouvoir observer ces évènements quel que soit l’endroit où ils sont dans l’Univers…

Alors dans le cas du trou noir, c’est une surface fictive qu’on va rencontrer, qu’on va traverser, c’est la surface de non-retour, donc ce qui est de l’autre côté c’est l’inconnu, puisque personne pourra aller y jeter un coup d’œil et puis revenir nous le dire, dans le cas de la cosmologie, donc de l’Univers dans ses plus grandes dimensions, on sait que l’Univers est en expansion, les galaxies s’éloignent de nous à une vitesse qui semble de plus en plus grande, au fur et à mesure que les galaxies sont lointaines, l’espace-temps entre elles et nous l’espace-temps se dilate et donne l’impression qu’elles s’éloignent de nous plus vite que la lumière, mais ce que nous dit la relativité, c’est que l’information ne circule pas à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière, et donc ces galaxies-là, justement, ne peuvent pas nous envoyer d’information, et donc sont hors de notre horizon… C’est pour ça que je suis convaincu qu’il y a un lien fort entre la notion d’horizon et la mécanique quantique, puisque, effectivement, les dernières recherches en mécanique quantique montrent bien que, comprendre l’intrication, le statut de l’information, ce sont des notions qu’a développées la mécanique quantique et qu’on retrouve dès qu’on parle de l’horizon cosmologique, ou de l’horizon du trou noir… Un horizon, c’est une frontière entre le connu et l’inconnu… D’une certaine façon, on a du mal à concevoir un Univers infini, eh bien l’horizon, c’est ce qui va limiter notre Univers observable au sein d’un Univers infini. C’est ça qui nous réconcilie avec l’infini !

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