« Singularité nue » : différence entre les versions
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En [[relativité générale]], une '''singularité nue''' est une [[singularité gravitationnelle]] visible depuis à peu près n'importe quelle région de l'[[univers observable]]. Ce concept s'oppose à celui d'une singularité située dans un [[trou noir]], qui est invisible depuis l'extérieur du trou noir car cachée par l'[[horizon des événements]], c'est-à-dire la région qui délimite le trou noir. |
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En [[relativité générale]], une '''singularité nue''' ({{en anglais|naked singularity}}) est une [[singularité gravitationnelle]] qui ne serait pas cachée derrière un [[horizon des événements]]<ref>{{Harvsp|Taillet|Febvre|Villain|2009|loc=entrée {{citation|singularité nue}}, {{p.}}504}} ([https://books.google.fr/books?id=fts1ydufciQC&pg=PA504#v=onepage&q&f=false lire en ligne])</ref>. |
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Le concept s'oppose à celui d'une singularité située à l'intérieur d'un [[trou noir]], qui est cachée par l'[[horizon (trou noir)|horizon]] à partir duquel la [[force gravitationnelle]] courbe suffisamment l'[[espace-temps]] pour que même la [[lumière]] ne puisse s'en échapper. Par conséquent, les objets situés à l'intérieur de l’horizon des événements, y compris la singularité elle-même, ne peuvent être observés directement. Une singularité nue, en revanche, serait observable de l'extérieur. |
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La question de l'existence des singularités nues dans l'univers a fait l'objet de très nombreuses recherches. Une des difficultés majeures est que la relativité est incapable de décrire une singularité gravitationnelle en tant que telle. En conséquence, une région de l'univers qui se trouverait influencée par de tels objets ne peut être décrite. Ainsi, l'on peut être amené à « souhaiter » que de tels objets ne puissent exister. L'hypothèse de l'inexistence des singularités nues a été formulée par le [[mathématicien]] [[Angleterre|anglais]] [[Roger Penrose]] dans le courant des [[années 1970]]. Elle porte opportunément le nom de « [[censure cosmique]] ». |
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L'existence de telles singularités gravitationnelles reste hypothétique. Elle est prédite par certaines solutions à l'équation d'[[Albert Einstein|Einstein]] : c'est, par exemple, le cas de la [[Trou noir de Kerr|métrique de Kerr]]<ref>{{Harvsp|Taillet|Febvre|Villain|2009|loc=entrée {{citation|trou noir de Kerr}}, {{p.}}559}} ([https://books.google.fr/books?id=fts1ydufciQC&pg=PA559#v=onepage&q&f=false lire en ligne])</ref> et de [[Trou noir de Reissner-Nordström|celle de Reissner-Nordström]]<ref>{{Harvsp|Taillet|Febvre|Villain|2009|loc=entrée {{citation|trou noir de Kerr}}, {{p.}}559-560}} ([https://books.google.fr/books?id=fts1ydufciQC&pg=PA559-560#v=onepage&q&f=false lire en ligne])</ref>. Mais [[Roger Penrose]] a exprimé la [[conjecture]], dite de [[censure cosmique]], selon laquelle il n'y en aurait pas d'autres que celle associée au {{lang|en|[[Big Bang]]}}. Pour autant, certaines recherches de la [[gravitation quantique à boucles]] ainsi que des simulations numériques suggèrent que les singularités nues pourraient exister dans la nature<ref>{{article |langue=en |prénom1=Martin |nom1=Bojowald |lien auteur1=Martin Bojowald |titre=Loop Quantum Cosmology |périodique={{lang|en|Living Reviews in Relativity}} |volume=11 |numéro= |mois= |année=2008 |passage= |doi=10.12942/lrr-2008-4 |url texte=http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2008-4/download/lrr-2008-4Color.pdf |format=pdf |résumé=http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2008-4/}}.</ref>{{,}}<ref>{{article|lang=en |prénom1=Rituparno |nom1=Goswami |prénom2=Pankaj S. |nom2=Joshi |titre=Spherical gravitational collapse in N-dimensions |périodique=[[Physical Review D|{{lang|en|Physical Review D}}]] |volume=76 |numéro=8 |mois=octobre |année=2007 |passage= |doi=10.1103/PhysRevD.76.084026 |bibcode=2007PhRvD..76h4026G |arxiv=gr-qc/0608136v2.pdf |format=pdf }}.</ref>{{,}}<ref>{{article|lang=en |prénom1=Rituparno |nom1=Goswami |prénom2=Pankaj S. |nom2=Joshi |prénom3=Parampreet |nom3=Singh |périodique=[[Physical Review Letters|{{lang|en|Physical Review Letters}}]] |année=2006 |volume=96 |doi=10.1103/PhysRevLett.96.031302 |bibcode=2006PhRvL..96c1302G |résumé=https://arxiv.org/abs/gr-qc/0506129 |url texte=https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0506129v2.pdf |format=pdf |titre=Quantum evaporation of a naked singularity}}.</ref>{{,}}<ref>{{article|lang=en |prénom1=Douglas M. |nom1=Eardley |prénom2=Larry L. |nom2=Smarr |périodique=[[Physical Review D|{{lang|en|Physical Review D}}]] |volume=19 |numéro=8 |mois=avril |année=1979 |passage=2239-2259 |doi=10.1103/PhysRevD.19.2239 |résumé=http://prola.aps.org/abstract/PRD/v19/i8/p2239_1 |titre=Time functions in numerical relativity: Marginally bound dust collapse}}.</ref>. |
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L'infirmation de la censure cosmique, et donc la preuve que des singularités nues peuvent se former dans l'univers a été prouvée à l'aide de [[simulation numérique|simulations numériques]] par [[Saul Teukolsky]]{{référence nécessaire}} dans le courant des [[années 1980]], puis de façon bien plus détaillée par [[Matthew Choptuik]] dans le courant des [[années 1990]]. |
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== Notes et références == |
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{{Traduction/Référence|en|Naked singularity|540200910|type=note}} |
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== Bibliographie == |
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* Pankaj S. Joshi, [http://www.sciam.com/article.cfm?id=naked-singularities "Do Naked Singularities Break the Rules of Physics?"], ''Scientific American'', Janvier 2009. La traduction française de cet article est parue dans Pour la Science n°380 de juin 2009 sous le titre [http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/f/fiche-article-les-singularites-nues-22380.php "Les singularités nues: quand le cœur des trous noirs se dévoile"]. |
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* {{Ouvrage|langue=fr|prénom1=Richard|nom1=Taillet|prénom2=Pascal|nom2=Febvre|prénom3=Loïc|nom3=Villain|titre=Dictionnaire de physique|lieu=Bruxelles|éditeur=[[De Boeck Université]]|année=2009|numéro d'édition=2|pages totales=XII-741|isbn=978-2-8041-0248-7|oclc=632092205|bnf=421229458|consulté le=22 août 2014}} |
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== Voir aussi == |
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=== Articles connexes === |
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* [[Horizon des événements]] |
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** [[Horizon (trou noir)]] |
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* [[Censure cosmique]] |
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=== Liens externes === |
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* {{en}} [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=1&index1=203038 ''{{lang|en|Naked singularity}}''] sur [[arXiv]] |
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* {{en}} M. C. Werner et A. O. Peters, [http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PRVDAQ000076000006064024000001&idtype=cvips&gifs=yes ''{{lang|en|"Magnification relations for Kerr lensing and testing cosmic censorship"}}''], ''{{lang|en|Physical Review D}}'', {{Vol.|76}}, {{nobr|{{lang|en|Issue}} 6}} (2007). |
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* {{en}} Pankaj S. Joshi, [http://www.sciam.com/article.cfm?id=naked-singularities ''{{lang|en|"Do Naked Singularities Break the Rules of Physics?"}}''], ''{{lang|en|Scientific American}}'', {{date-|janvier 2009}}. |
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* {{en}} Marcus Chown, [https://www.newscientist.com/article/mg20327204.700-fastspinning-black-holes-might-reveal-all.html ''{{lang|en|"Fast-spinning black holes might reveal all"}}''] ''{{lang|en|New Scientist}}'', {{date-|août 2009}}. |
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{{Palette|Trou noir}} |
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Pour les articles homonymes, voir Singularité.
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En relativité générale, une singularité nue (en anglais : naked singularity) est une singularité gravitationnelle qui ne serait pas cachée derrière un horizon des événements[1].
Le concept s'oppose à celui d'une singularité située à l'intérieur d'un trou noir, qui est cachée par l'horizon à partir duquel la force gravitationnelle courbe suffisamment l'espace-temps pour que même la lumière ne puisse s'en échapper. Par conséquent, les objets situés à l'intérieur de l’horizon des événements, y compris la singularité elle-même, ne peuvent être observés directement. Une singularité nue, en revanche, serait observable de l'extérieur.
L'existence de telles singularités gravitationnelles reste hypothétique. Elle est prédite par certaines solutions à l'équation d'Einstein : c'est, par exemple, le cas de la métrique de Kerr[2] et de celle de Reissner-Nordström[3]. Mais Roger Penrose a exprimé la conjecture, dite de censure cosmique, selon laquelle il n'y en aurait pas d'autres que celle associée au Big Bang. Pour autant, certaines recherches de la gravitation quantique à boucles ainsi que des simulations numériques suggèrent que les singularités nues pourraient exister dans la nature[4],[5],[6],[7].
Notes et références
[modifier | modifier le code](en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Naked singularity » (voir la liste des auteurs).
- Taillet, Febvre et Villain 2009, entrée « singularité nue », p. 504 (lire en ligne)
- Taillet, Febvre et Villain 2009, entrée « trou noir de Kerr », p. 559 (lire en ligne)
- Taillet, Febvre et Villain 2009, entrée « trou noir de Kerr », p. 559-560 (lire en ligne)
- (en) Martin Bojowald, « Loop Quantum Cosmology », Living Reviews in Relativity, vol. 11, (DOI 10.12942/lrr-2008-4, résumé, lire en ligne [PDF]).
- (en) Rituparno Goswami et Pankaj S. Joshi, « Spherical gravitational collapse in N-dimensions », Physical Review D, vol. 76, no 8, (DOI 10.1103/PhysRevD.76.084026, Bibcode 2007PhRvD..76h4026G, arXiv gr-qc/0608136v2.pdf).
- (en) Rituparno Goswami, Pankaj S. Joshi et Parampreet Singh, « Quantum evaporation of a naked singularity », Physical Review Letters, vol. 96, (DOI 10.1103/PhysRevLett.96.031302, Bibcode 2006PhRvL..96c1302G, résumé, lire en ligne [PDF]).
- (en) Douglas M. Eardley et Larry L. Smarr, « Time functions in numerical relativity: Marginally bound dust collapse », Physical Review D, vol. 19, no 8, , p. 2239-2259 (DOI 10.1103/PhysRevD.19.2239, résumé).
Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Richard Taillet, Pascal Febvre et Loïc Villain, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Université, , 2e éd., XII-741 p. (ISBN 978-2-8041-0248-7, OCLC 632092205, BNF 42122945)
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code]- (en) Naked singularity sur arXiv
- (en) M. C. Werner et A. O. Peters, "Magnification relations for Kerr lensing and testing cosmic censorship", Physical Review D, vol. 76, Issue 6 (2007).
- (en) Pankaj S. Joshi, "Do Naked Singularities Break the Rules of Physics?", Scientific American, .
- (en) Marcus Chown, "Fast-spinning black holes might reveal all" New Scientist, .
