Visualisation d'un trou noir.
(Image: © D. Coe, J. Anderson et R. van der Marel (STScI) / NASA / ESA)
Le jour du poisson d'avril en 1988, un classique de la science moderne du physicien théoricien et cosmologiste de renommée mondiale Stephen Hawking a été publié. Appelé "Une brève histoire du temps", il a déclenché une vague de curiosité publique sur la place de l'humanité dans l'univers.
Beaucoup se souviennent des contributions de l'esprit brillant de Hawking à l'enquête scientifique après son décès tôt mardi matin (14 mars). Ceux inspirés par son livre et son héritage en cosmologie reprennent maintenant là où le génie de Hawking s'est arrêté.
L'une des contributions les plus importantes de Hawking à la science est une solution théorique à l'une des plus grandes énigmes de la physique. [Les meilleurs livres de Stephen Hawking: trous noirs, multivers et singularités]
Cette énigme découle de deux des théories les plus importantes de la physique. La théorie générale de la relativité d'Albert Einstein explique comment la matière se comporte lorsque les objets sont très grands, et il a été prouvé que la théorie fonctionne, expliquant, par exemple, comment la lumière se plie lorsqu'elle traverse l'univers. La théorie de la mécanique quantique, quant à elle, explique comment la matière fonctionne à petite échelle, subatomique. Mais la relativité générale ne fonctionne pas à petite échelle, et la mécanique quantique ne peut pas expliquer les forces, telles que la gravité, qui opèrent à grande échelle.
Lorsque Hawking a introduit le concept mathématique du rayonnement des trous noirs en 1974, il semblait offrir à la science un moyen d'utiliser les deux théories ensemble.
"Le résultat du rayonnement de Hawking en 1974 est un aperçu majeur, car il a montré que nous pouvons explorer ce problème de réconciliation de la mécanique quantique avec la gravité d'une manière mathématique", a déclaré Paul Sutter, astrophysicien à l'Ohio State University, dans une interview avec Space.com. .
"Au cours des décennies écoulées depuis, certains physiciens théoriciens ont continué d'explorer ces frontières et intersections de ce qui semble être une question très simple: que se passe-t-il lorsque vous avez une forte gravité à petite échelle?" Dit Sutter. "C'est une question simple mais pas une question facile, et Hawking et d'autres sont passés maîtres dans la gestion de la complexité de ce type de question. C'était vraiment l'une des grandes percées du début, pour montrer comment développer le langage pour aborder ces problèmes. . "
Hawking a fourni aux scientifiques et aux passionnés de science le langage pour mieux percevoir l'univers, et pour les physiciens, ce langage était écrit en chiffres. Bien que le "rayonnement de Hawking" reste à prouver par des preuves empiriques, son schéma théorique est testé de manière créative. Ceux-ci, a déclaré Sutter, comprennent la soumission d'états de matière inhabituels à des températures ultra-froides pour produire des états quantiques étranges qui, mathématiquement, pourraient approximer ce qui se passe près de l'horizon d'un trou noir. Au-delà de cette frontière, la matière et la lumière ne peuvent plus s'échapper.
La capacité de Hawking à communiquer la science au public est ce qui a inspiré la curiosité cosmique de Sutter dès son jeune âge, a déclaré Sutter.
"Je me souviens avoir lu le livre à l'adolescence. C'est l'un des livres qui m'a conduit sur la route pour devenir astrophysicien, cosmologiste", a-t-il déclaré. «Je pense que le livre définit le modèle de, prenons un peu de recul et pensons à ces sujets sur les trous noirs, en parlant du premier univers. Ce sont des sujets de niche incroyablement ésotériques, profondément mathématiques, en physique… plus Hawking a travaillé pour le populariser , plus [la science] est entrée dans la discussion grand public et publique, où [maintenant] vous pouvez marcher vers n'importe qui et dire: «Trou noir! ou "Big Bang!" et ils sauront de quoi je parle. Et c'est incroyablement puissant. "
