L’hypothèse de la censure cosmique

Le hypothèse de censure cosmique, proposée par Roger Penrose en 1969, est la conjecture selon laquelle la nature cache toujours les singularités formées par l'effondrement gravitationnel derrière un horizon des événements. En termes simples : les trous noirs peuvent contenir un point où les lois connues de la physique s’effondrent, mais la censure cosmique dit que nous ne pourrons jamais réellement en voir. La singularité est « censurée » de l’univers extérieur.

Les singularités et pourquoi elles posent problème

Lorsqu'une étoile massive s'effondre, relativité générale prédit que la matière peut être écrasée jusqu'à un point de densité et de courbure infinies – un singularité, où les équations de la théorie cessent de donner des réponses sensées. Une singularité cachée à l’intérieur d’un horizon d’événements est tolérable : quelle que soit la physique étrange qui s’y produit, elle ne peut pas influencer le monde extérieur, et les prédictions destinées aux observateurs distants restent fiables. Une singularité laissée exposée serait un désastre pour la physique, car des comportements inconnus et anarchiques pourraient se manifester et rendre l’avenir impossible à prédire.

Singularités nues

Une singularité non entourée d’horizon s’appelle un singularité nue. La censure cosmique se présente sous deux formes. Faible la censure cosmique dit qu’aucune singularité nue ne peut se former à partir d’un effondrement réaliste et être visible à un observateur distant. Fort la censure cosmique affirme de manière plus audacieuse que les singularités ne sont jamais visibles n'importe quel observateur, même celui qui tombe dans le trou noir. Les deux restent des conjectures non prouvées plutôt que des théorèmes.

Essayer de briser la censure

Les physiciens testent l’hypothèse en essayant de construire une singularité nue. Une stratégie privilégiée consiste à sur-tourner ou à surcharger un trou noir : un Trou noir de Kerr n'a un horizon que si sa rotation reste en dessous d'une limite critique, donc si vous pouviez lui donner suffisamment de moment cinétique pour franchir cette limite, l'horizon disparaîtrait et exposerait l'intérieur. Remarquablement, toutes les tentatives minutieuses pour y parvenir semblent échouer : le trou noir résiste à l’absorption des particules mêmes qui pourraient le faire tourner. Ces quasi-accidents sont considérés comme la preuve qu’un principe profond protège le censeur, même s’il n’existe aucune preuve générale.

Une idée fausse courante

La censure cosmique n’est pas une loi éprouvée ; c'est l'un des plus importants conjectures ouvertes en relativité mathématique. Cela ne veut pas non plus dire que les singularités n’existent pas – cela suppose qu’elles existent et prétend seulement que la nature les maintient en sécurité dans des horizons.