Trou noir primordial

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Un trou noir primordial est un type de trou noir hypothétique formé à l'époque de l'Univers primordial dans les régions extrêmement denses. Dans les premiers instants de l'Univers selon la théorie du Big Bang, la pression et la température étaient si élevées que de simples fluctuations de densité de la matière suffisaient pour donner naissance à un trou noir^[1]. Alors que la plupart des régions de hautes densités ont été dispersées dans l'expansion qui a suivi, les trous noirs primordiaux sont restés stables et existeraient encore aujourd'hui.

Leur existence a été proposée pour la première fois en 1966 par Iakov Zeldovitch et Igor Novikov. Cinq ans plus tard, Stephen Hawking publie le premier une théorie détaillée sur leur origine. Puisqu'ils n'ont pas été formés à partir d'étoiles, leur masse peut être significativement plus faible que celle d'une étoile. Hawking a calculé qu'elle pourrait être aussi faible que 10⁻⁸ kg (soit de l'ordre de la masse de Planck, 2,176 10^-8 kg). Mais il a aussi calculé que la durée de vie (le temps d'« évaporation » par rayonnement de Bekenstein-Hawking) de tels micro-trous noirs serait de seulement 8,6 10^-40 seconde. Donc s'il existe encore des micro-trous noirs primordiaux, ils ont dû avoir une masse d'au moins 173 millions de tonnes (1,73 10¹¹ kg, dont le temps d'évaporation vaut précisément 13,8 milliards d'années, donc l'âge de l'Univers) avec une température de 7 10¹¹ K et rayonneraient dans le domaine des rayons gamma.

Un des grands défis de l'astrophysique des années 2010 et 2020 est d'expliquer où se cache la plus grande partie de la masse de l'Univers, appelée matière noire. Ces résidus (que seraient les trous noirs primordiaux), même peu nombreux comparés aux milliards de milliards d'étoiles, représentent selon certains astronomes de bons candidats, ce qui explique que les trous noirs primordiaux font l'objet de recherches actives.