De la gravité à la dynamique des fluides
Les trous noirs appartiennent aux prévisions les plus notables de la théorie de la relativité générale. Le projet FLUIDGRAVITY (Fluid dynamics and quantum gravity) a mené des études motivées par la cosmologie branaire, la théorie des cordes et la dynamique des fluides sur les trous noirs en plus de quatre dimensions et leurs résultats sont surprenants. Des trous noirs aux formes exotiques et dynamiques inhabituelles existent dans un espace-temps de plus de quatre dimensions. Les solutions de l'équation d'Einstein comportent de nombreuses limites asymptomatiques et des horizons d'évènements passés non observés dans les vrais trous noirs formés par les effondrements de la gravité d'une étoile volumineuse. Les scientifiques de FLUIDGRAVITY se sont concentrés sur un tel avenir: L'horizon interne d'un trou noir inaccessible aux observateurs extérieurs. Ils ont étudié les solutions de l'équation de l'échelle d'ondes d'un trou noir et la conversion des informations obtenues en des données physiques observables. Ils ont, de plus, trouvé des familles de solutions précises d'équations hautement non linéaires d'électromagnétisme sans force présentant des phénomènes complexes observés dans des zones proches de l'horizon. Ils ont, en particulier, capté de nombreuses données physiques de l'extraction d'énergie électrodynamique pour des trous noirs en rotation. Les équations de terrain ne peuvent cependant pas être résolues analytiquement. Les scientifiques ont donc développé des techniques d'extraction des propriétés d'éparpillement de particules hors d'un trou noir sans solution analytique. Cette nouvelle approche permet d'évaluer la dépendance des données observables sur la base des propriétés analytiques des solutions. Les scientifiques de FLUIDGRAVITY se sont placés, avec ces études, au départ d'un voyage ardu mais prometteur. Leurs solutions valent pour un espace-temps courbé – mais l'univers est beaucoup plus complexe. Ils ont donc utilisé les relations entre la relativité générale et l'hydrodynamique pour étudier le comportement des trous noirs en cas de perturbations. La recherche en cours pourrait en apprendre plus aux physiciens sur les effets des turbulences de l'espace-temps des trous noirs et sur les moyens d'observer les vortex gravitationnels.
Mots‑clés
Gravité, dynamique des fluides, gravité quantique, trous noirs, quatre dimensions
