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Les trous noirs sont les objets les plus puissants de l’Univers…

…assez forts pour déchiqueter des étoiles entières en morceaux de la taille d’un atome.

C’est déjà assez effrayant. Ils ont une propriété plus redoutable et sinistre encore…

…ils pourraient supprimer l’univers lui-même !

• En Bref -

1 : Les trous noirs en bref

Un trou noir apparaît lorsqu’une quantité extraordinaire de matière est concentrée en un espace minuscule.

A leur centre, la gravité y est presque infiniment forte …

…et tout ce qui s’en approche trop près est déchiré en ses particules élémentaires.

Même la lumière ne peut échapper aux trous noirs…

…voilà pourquoi nous les percevons comme des sphères noires.

Si vous tombiez dans un trou noir, rien de méchant ne vous arriverait jusqu’à ce que vous dépassiez sa bordure extérieure…

…l’horizon des événements.

Vous pouvez vous représenter cela comme nager dans une rivière qui se termine avec une énorme cascade.

Alors que vous nagez, imperceptiblement, le courant devient de plus en plus rapide…

…même si vous ne pouvez pas encore voir la cascade.

Vous pourriez nager jusqu’au rivage jusqu’à ce que, sans même vous en rendre compte…

… vous dépassiez le point de non retour.

Peu importe la vitesse à laquelle vous essayez de nager désormais…

…le courant vous entraînera vers une mort certaine.

Rien ne peut échapper à la cascade d’un trou noir lorsqu’il en est trop proche.

Cette frontière sépare complètement les trous noirs du reste de l’univers.

Nous ne pouvons y accéder à moins de vouloir ne jamais revenir.

Il n’y a donc pas de façon de décrire ce qui se passe réellement à l’intérieur des trous noirs.

Mais nous avons quelques idées de ce qui se déroule au niveau même de leurs bords.

Les trous noirs irradient leur propre masse…

…tels une marmite chaude sur un poêle qui perdrait son eau liquide en vapeur.

Cela s’appelle : la radiation d’Hawking.

Les trous noirs perdent constamment une quantité extrêmement faible de leur masse…

…un processus incroyablement lent!

Il faudrait à un trou noir d’une masse similaire à celle de notre soleil…

10,000 milliards de milliards de milliards de milliards de milliards de milliards d’années…

…pour perdre…

0.

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0.00

0.000

0.0000

0.00000

0.000000

0.0000001% de sa masse !

Cela se déroule constamment, irrémédiablement…

…et de plus en plus vite.

Dans un futur très lointain…

…lorsque la dernière étoile dans l’univers sera morte depuis des milliards d’années…

…les trous noirs deviendront de plus en plus petits…

…jusqu’à ce qu’ils s’évaporent et disparaissent, laissant derrière eux une très faible quantité de radiation.

Mais ceci pose un problème…

…car, durant le processus de disparition…

…les trous noirs pourraient supprimer quelque chose de fondamentale :

l’information.

2 : Qu’est-ce que l’information?

L’Information n’est rien de concret.

Elle est habituellement comprise comme la propriété de réarrangement

des particules.

Qu’est-ce que cela signifie ?

Imaginez un groupe d’atomes de carbone.

Disposez-les d’une certaine façon et vous obtenez du charbon.

Disposez-les différemment, et vous obtenez du diamant.

Les atomes sont identiques…

…mais l’information change.

Si nous rendons cela plus complexe et ajoutons quelques atomes en plus…

…nous obtenons une banane !

Changez la disposition des atomes, et nous obtenons un écureuil.

Les blocs de constructions basiques pour toute chose l’univers…

…sont les mêmes, et ne se sentent pas préoccupés d’être un oiseau, un caillou ou une tasse de café.

Sans l’information, toute chose dans l’Univers serait la même.

D’après la théorie de la mécanique quantique…

…l’information est indestructible.

Elle peut changer de forme…

…mais elle ne peut être perdue.

Par exemple, si vous brûliez une feuille de papier,

…il n’en resterait que des cendres.

Ces cendres ne redeviendront jamais une feuille de papier.

Mais si vous étiez capable de rassembler minutieusement chaque atome de carbone dans les cendres…

…et mesuriez les propriétés exactes de la fumée et de la chaleur émise par le feu…

…vous pourriez, en théorie, reconstruire la feuille de papier.

L’information de la feuille de papier est toujours dans l’univers.

Elle n’est pas perdue,

juste difficile à lire.

Si, d’une certaine façon, vous pouviez analyser chaque atome, particule et onde de radiation dans l’univers

…vous pourriez voir et suivre chaque morceau d’information existante.

Hypothétiquement, vous pourriez voir l’histoire entière de l’univers…

…même jusqu’au Big Bang !

Et c’est là que les trous noirs nous compliquent la tâche.

L’information nous raconte comment les choses diffèrent les unes des autres ainsi que leurs états antérieurs.

Les trous noirs font l’inverse :

ils prennent des entités différentes et les rendent identiques.

Ils détruisent l’information.

Cela engendre le paradoxe de l’information…

…et c’est un sérieux problème.

3 : Le paradoxe de l’information

Il est fondamental pour toutes nos lois de la physique que l’information ne puisse jamais être perdue.

Exister, ne pas exister, sans l’information…

…tout est relatif.

Or, en ce qui concerne notre compréhension de la réalité…

…nous exigeons l’absolu.

Comment résoudre ce paradoxe?

Plusieurs possibilités se présentent :

1 - L’information est perdue.

Irrémédiablement et pour toujours.

Cela signifie que nous devons renoncer à toutes nos lois de la physique…

…et nous débarrasser de beaucoup de choses qui marchaient très bien jusqu’alors…

…et repartir de zéro.

Ce à quoi ces nouvelles lois de la physique ressembleraient, ou ce que cela signifie pour nous…

…personne ne le sait.

C’est un peu effrayant, mais également plutôt excitant !

2 - L’information est cachée

Peut-être qu’une petite partie du trou noir s’en détache et forme un “bébé univers”.

l’Information serait transférée dans ce nouvel endroit bizarre…

où nous ne pourrions jamais l’observer ni interagir avec.

Mais techniquement, elle ne serait pas perdue.

C’est comme avoir un disque dur endommagé, avec toutes vos photos de famille…

…auquel que vous ne pourriez jamais accéder.

D’accord, c’est sympa de savoir qu’elles n’ont pas été supprimées…

…mais ce n’est pas non plus très utile.

Ou peut-être que les trous noirs ne disparaissent pas complètement après la fin de leur vie…

mais laissent un petit morceau, un “diamant d’information”

Comme une voiture de clown remplie d’une quantité infinie de clowns d’information.

Mais il y a une troisième option.

3 - L’information est en fin de compte en sécurité, ni perdue ou cachée.

Peut-être avons nous juste abordé le sujet sous le mauvais angle.

Nous savons que les trous noirs piègent l’information et pourraient la supprimer plus tard…

…mais nous ne nous sommes jamais penchés sur ce qu’ils en faisaient en attendant.

Où les trous noirs stockent-ils l’information?

4 : Ménage cosmique

Créons un trou noir avec du linge sale.

Premièrement, nous remplissons une salle avec des paniers.

Plus il y a de linge sale à stocker, plus il y a de paniers à mettre dans la salle.

Mais il arrive un point où chaque panier est plein et où la salle est complètement saturée.

Il n’y a même pas de place pour une chaussette supplémentaire.

La salle est à capacité maximale.

Mais si nous y introduisions une chaussette avec énormément d’énergie et de violence…

…la salle s’effondrerait sur elle-même et formerait alors un trou noir.

Mais la capacité de la salle en elle-même n’a pas changé.

Ajouter plus de choses ou d’information, est toujours impossible.

Qu’arriverait-il si nous y mettions plus de linge ?

La salle elle-même deviendrait un peu plus grande afin de faire de l’espace pour la nouvelle information.

Il se trouve qu’un trou noir agrandit sa surface d’un minuscule pixel…

…pour chaque morceau d’information que nous y jetons.

En bref, plus il y a d’information, plus la surface s’agrandit.

L’information est “imprimée” sur la surface, de la même façon que lorsqu’on lance une pierre dans un étang.

Après que la pierre ait coulé, nous ne pouvons plus la voir….

…mais nous pouvons deviner que quelque chose a pénétré l’eau grâce aux ondulations à la surface de l’étang.

Même le plus petit trou noir peut stocker plus d’information à sa surface…

…que toutes les données produites dans l’histoire de l’Humanité.

Ils font cela en stockant l’information dans une sorte de pixel incroyablement minuscule.

Les trous noirs sont les disques durs par excellence.

C’est un peu comme prendre un livre et le transformer en e-book…

…deux objets aux apparences complètement différentes…

…mais leur contenu est le même, juste codé et mémorisé d’une manière différente.

Les trous noirs qui avalent des étoiles et des planètes…

…c’est un peu comme si une bibliothèque entière était transférée dans une liseuse électronique.

Cette solution est appelé le Principe Holographique.

Mais s’il est correct, alors tout ce que nous pensions savoir de l’Univers est faux…

5 : L’Univers est un hologramme

Si l’information est effectivement stockée sur les bords du trou noir…

…la radiation d’Hawking a une chance d’avoir accès à l’information encodée à cet endroit…

…et de l’emporter avec elle.

L’information n’est donc pas perdue lorsque les trous noirs disparaissent…

et nous n’avons pas besoin de réécrire les lois de la physique.

Le Paradoxe de l’Information est résolu !

Mais nous devons toujours changer notre compréhension de la réalité de manière fondamentale…

Si tout ce qui tombe dans un trou noir est stocké sur son horizon des événements…

…cela signifie que les objets tridimensionnels sont codés sur une surface plane.

Nous avons un nom pour cela : un hologramme.

Un hologramme est comme une photo en trois dimensions…

…un morceau de plastique plat codant une image tridimensionnelle.

Un trou noir est similaire à un hologramme…

…car tout ce qui est à l’intérieur est codé sur son horizon des événements.

Une personne à l’intérieur d’un trou noir ferait l’expérience d’une vie tridimensionnelle habituelle.

Mais pour nous depuis l’extérieur, elle apparaît comme une image aplatie sur la surface du trou noir.

La conséquence à cela est contre-intuitive, mais accrochez-vous encore un moment.

Les trous noirs sont des objets extrêmes, mais ils sont tout de même soumis aux mêmes règles que tout le reste.

Donc si cette folle dualité entre la 2D et la 3D fonctionne pour les trous noirs…

…alors elle pourrait marcher pour l’Univers tout entier et vous compris.

Etant donné qu’une personne à l’intérieur d’un trou noir ne réaliserait pas qu’elle est codée sur une surface plane…

…nous pourrions vivre la même chose !

Vous pourriez réellement être étiré(e) sur un écran plat au bout de l’univers.

La science derrière cela est très complexe et vraiment étrange.

Comprenant des univers-jouets avec lesquels s’amuser, la théorie des cordes et beaucoup de mathématiques.

Nous aborderons ce sujet dans une autre vidéo !

Au-delà de la véritable nature de l’Univers…

…nous savons juste qu’il est étrange et compliqué…

…et nous devons faire beaucoup plus de physique pour le comprendre.

Mais les trous noirs pourraient être la clé pour comprendre la nature de la réalité elle-même…

Cette vidéo a été soutenue par la Fondation de Science Nationale Suisse et réalisée avec les conseils scientifiques d’Alessandro Sfondrini.