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Astrophysique: des données fournies sur M87* par le réseau de l'EHT posent de nouvelles contraintes sur des alternatives à la théorie de la relativité générale d'Einstein!____¤202105
Une étude, dont les résultats intitulés «Constraints on black-hole charges with the 2017 EHT observations of M87*» sont publiés dans la revue Physical Review D, a permis de pousser d'un cran les analyses des données fournies sur M87* par le réseau de radiotélescopes de l'EHT «au point de poser de nouvelles contraintes sur des alternatives à la théorie de la relativité générale d'Einstein» qui fournissent des solutions décrivant des trous noirs plus exotiques que celles de Schwarzschild et Kerr dans lesquelles «ces trous noirs peuvent posséder des sortes de 'charges électriques' cousines de celles que nous connaissons avec la théorie électromagnétique de Maxwell.
Relevons tout d'abord que si on utilise uniquement la théorie d'Einstein de la gravitation «on peut montrer qu'il existe des familles de solutions rigoureusement exactes et uniques des équations d'Einstein» qui supposent qu'un trou noir est doté d'une masse M et «peut aussi être en rotation avec un moment cinétique J. De plus, un trou noir «peut théoriquement posséder aussi une charge électrique», mais «tout indique qu'un trou noir électriquement chargé devrait très rapidement perdre sa charge».
Cependant, comme il existe des alternatives aux équations d'Einstein, «notamment dans le cadre de la théorie des supercordes» qui attribuent aux «trous noirs d'autres quantités conservées analogues à la charge électrique»: on parle ainsi de trous noirs dilatoniques ou axioniques. L'intérêt des trous noirs axioniques est lié «à un nouveau champ dont on ne sait pas très bien s'il ne pourrait pas être identifié avec un autre champ postulé pour décrire un modèle de matière noire sous forme de particules appelées axions».
Comme «un exemple de ce genre de trou noir exotique, avec une charge qui l'est tout autant, est celui de la solution de la théorie des cordes découverte au début des années 1990 par le physicien indien Ashoke Sen», cette étude a voulu «savoir si M87* ne pouvait pas être un trou noir dit de Kerr-Sen, en rotation et en présence de champs dilatonique et axionique».
Au bout du compte, alors qu'on peut définir, comme souvent, un espace de paramètres pour les solutions trous noirs exotiques», pour le moment, il est apparu que «les observations de l'EHT sont compatibles avec certaines de ces solutions avec des charges exotiques». Néanmoins, du fait que «les équations d'Einstein avec un trou noir de Kerr standard sont tout aussi compatibles avec les observations», on n'est pas actuellement en mesure de faire plus confiance aux théories relativistes de la gravitation qui sont des alternatives à celles d'Einstein et fournissent les solutions décrites dans cette étude.
Tags : Astrophysique, 2021, Physical Review D, Einstein, trous noirs, Schwarzschild, Kerr, M87*, EHT, axions, matière noire, théorie des cordes, charge
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