La conférence « Trous noirs, ondes gravitationnelles et singularités de l’espace-temps » en l’honneur de l’astrophysicien belge Mgr Georges Lemaître, considéré comme le père de la théorie du Big Bang, s’est tenue du 9 au 12 mai 2017, à l’Observatoire astronomique du Vatican à Castel Gandolfo. Des participants publient un bilan dans L’Osservatore Romano en italien daté du 18 mai.
Trente-cinq scientifiques – notamment observateurs, théoriciens et historiens de la physique – d’Afrique, d’Asie, d’Europe et des États-Unis, ont animé cet événement, dédié aux « défis les plus importants de la cosmologie et de l’astrophysique moderne ».
Thème central des discussions : la physique des trous noirs. Au centre de l’activité scientifique de Mgr Lemaître (1894-1966), les trous noirs « contiennent des singularités de l’espace-temps autour desquelles on pense que les lois de la physique perdent complètement leur validité », explique le bilan.
Pour les participants, la perte de l’information (unitarité) qui se produit à l’intérieur d’un trou noir, demanderait « d’introduire une théorie, la gravité quantique, unifiant la relativité générale d’Einstein qui décrit l’univers à grande échelle, avec la mécanique quantique du microscome atomique et subnucléaire ».
Le bilan donne « trois approches de la gravité quantique : l’Asymptotic Safety, la Loop Quantum Gravité et la théorie des cordes ». Dans toutes ces approches, peut-on lire dans le texte, « il a émergé … que la théorie des champs quantiques, qui décrit le monde subnucléaire, n’est pas suffisante pour décrire aussi le comportement à petites échelles de la gravité. Ces diverses approches de la gravité quantique font émerger de nouveaux aspects de la gravité à petite échelle que la théorie des champs n’observe pas ».
« Une des preuves fondamentales pour la théorie du Big Bang, poursuit le bilan, a été la découverte de la radiation de fonds cosmique (Cmb). On mesure que tous les points sur la Cmb sont à la même température. Ceci implique la nécessité d’introduire un mécanisme qui s’appelle inflation cosmologique, qui comporte une expansion exponentielle de l’univers subi après le Big Bang ».
Autres sujets abordés durant le congrès : la matière obscure (Cold Dark Matter), expliquant « la rapidité radiale des galaxies » ; l’énergie obscure expliquant « l’accélération de l’univers » ; « le problème de la vraie valeur de la constante de Hubble (définie comme le rapport entre la vélocité d’éloignement d’une galaxie donnée et la distance de la même par l’observateur) ; et « la récente découverte des ondes gravitationnelles ».
Prévues par la théorie de la relativité générale, ces ondes ont été relevées après un siècle de recherches théoriques et d’observation. Pour les participants, « elles ouvrent une nouvelle fenêtre dans le domaine des signaux astrophysiques. En effet, aujourd’hui, on peut aussi étudier le cosmos à travers des signaux gravitationnels et pas seulement électromagnétiques ».
Avec une traduction de Constance Roques
