LES TROUS NOIRS DE EINSTEIN HAWKING Yan Gobeil

LES TROUS NOIRS: DE EINSTEIN À HAWKING Yan Gobeil Collège Jean-de-Brébeuf 7 avril 2016

MON PARCOURS • DEC en sciences de la nature au CÉGEP de Terrebonne (2011) • Baccalauréat en mathématiques et physique à l’Université de Montréal (2014) • Maitrise en physique théorique à l’Université Mc. Gill (2016)

GRAVITÉ UNIVERSELLE DE NEWTON • En 1687, dans les Principia Mathematica

VITESSE DE LIBÉRATION Comment s’échapper de la Terre?

Astre Vitesse de libération Lune 2, 4 km/s Terre 11, 2 km/s Jupiter 59, 5 km/s Soleil 617, 5 km/s

VITESSE DE LA LUMIÈRE La lumière voyage à c=300 000 km/s 150 000 km 8 minutes 5 mois 850 ans

TROU NOIR!? •

DÉTECTION Observation indirecte Première fois en 1970

RELATIVITÉ RESTREINTE (EINSTEIN EN 1905) •

ÉNERGIE NUCLÉAIRE 1 gramme donne 9 x 1013 J Assez pour faire vivre la ville de Montréal pendant 6 ans (2 millions d’habitants) A mené aux bombes atomiques

FORMATION D’UN TROU NOIR = MORT D’UNE ÉTOILE Masse inférieure à 8 masses solaires naine blanche Masse entre 8 et 25 masses solaires étoile à neutrons Masse supérieure à 25 masses solaires trou noir

TYPES DE TROUS NOIRS Trous noirs primordiaux Trous noirs stellaires Trous noirs supermassifs Fluctuations de densité au début de l’univers 1 nanomètre (ADN) ~30 masses solaires Mort d’une étoile 100 km ~106 masses solaires Au centre des galaxies 20 millions de km ~10 -10 masses solaires

Singularité = toute la masse y est concentrée Horizon des événements = point de non retour (invisible)

Quelqu’un dehors ne vois jamais quelqu’un d’autre entrer dans le trou noir Si le Soleil était un trou noir, Rs= 3 km (700 000 km) On ne le sentirait même pas (même masse)

RELATIVITÉ GÉNÉRALE (EINSTEIN EN 1915) • Espace(temps) courbé • Ligne droite pas droite • Masse cause la courbure, qui cause la gravité

Temps ralentit près d’un objet massif (interstellaire!)

RAYONNEMENT DE HAWKING (1975) • Les trous noirs ont une température • 30 masses solaires donne 10 -6 K comme température • Pourquoi important? Ce qui a une température rayonne!

300 K Infra rouge 5800 K Lumière jaune

PROBLÈME? • Selon Einstein, trou noir doit rétrécir • 1067 ans pour un trou noir de la masse du Soleil pour disparaitre (âge de l’univers est 109 ans) Ce que je lance dans un trou noir disparaît !!!

Conservation de l’information est primordial dans la mécanique quantique

SOLUTIONS POSSIBLES 1. L’information s’échappe avec le rayonnement de Hawking 2. L’information est stockée dans un minuscule restant à la fin 3. L’information s’échappe dans un bébé univers de l’autre côté de la singularité

Règle le problème de l’information: elle n’est pas perdue N’explique pas l’erreur que Hawking a fait… PRINCIPE HOLOGRAPHIQUE

À VOUS DE TROUVER LA SOLUTION !!