Un trou noir primordial traverserait notre Système solaire tous les dix ans

Selon certains chercheurs, il pourrait exister des trous noirs primordiaux nés une fraction de seconde après le Big Bang. En effet, une nouvelle étude publiée dans la revue Physical Review D montre que si ces trous noirs microscopiques existent, ils pourraient générer des distorsions gravitationnelles imperceptibles à l’œil nu, mais détectables par la science moderne.

Des solutions au mystère de la matière noire ?

La matière noire reste l’une des énigmes majeures de l’Univers. Elle représenterait environ 86 % de la masse totale du cosmos, mais nous ne savons toujours pas de quoi elle est faite. Les scientifiques détectent la matière noire par ses effets gravitationnels sur les objets visibles, mais elle reste invisible. Diverses théories suggèrent que la matière noire pourrait être composée de particules inconnues, mais aucune preuve directe n’a encore été trouvée.

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Les trous noirs primordiaux pourraient expliquer la présence de la matière noire. Contrairement aux trous noirs classiques qui se forment suite à l’effondrement d’une étoile, ces trous noirs primordiaux seraient issus des fluctuations de densité dans l’Univers primitif, peu après le Big Bang. Si ces trous noirs microscopiques existent, ils pourraient représenter une part importante, voire la totalité, de la matière noire.

La nouvelle étude explore l’idée que ces trous noirs primordiaux pourraient traverser notre Système solaire. Bien qu’ils soient minuscules — ayant la masse d’un astéroïde typique —, leur passage pourrait produire des distorsions gravitationnelles mesurables sur les orbites des objets du Système solaire. 

Une approche scientifique pour confirmer l’existence des trous noirs primordiaux

Sarah Geller, physicienne théorique à l’université de Californie et coauteure de l’étude, explique que les trous noirs étudiés dans cette recherche sont « au moins 10 milliards de fois plus légers que le Soleil, avec une taille proche de celle d’un atome d’hydrogène ». Ces objets pourraient passer près de la Terre et des autres planètes sans que nous le remarquions directement, mais leurs effets gravitationnels seraient détectables via des technologies modernes capables de mesurer les orbites avec précision.

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L’équipe scientifique a imaginé divers scénarios pour observer les effets d’un trou noir primordial. Parmi les idées envisagées : un trou noir traversant l’atmosphère terrestre, perçant la croûte terrestre ou laissant un cratère sur la Lune. Cependant, toutes ces hypothèses se sont heurtées à un obstacle de taille : les probabilités qu’un trou noir primordial entre directement en collision avec un objet terrestre sont extrêmement faibles. En effet, les objets comme la Terre ou la Lune représentent des cibles minimes dans l’immensité de l’espace.

Pour cette raison, les chercheurs ont orienté leur étude vers des systèmes plus vastes et mesurables : les orbites des planètes. L’attraction gravitationnelle exercée par ces minuscules trous noirs pourrait provoquer des oscillations suffisamment significatives pour être mesurées. L’étude propose que si ces trous noirs existent, ils pourraient être assez nombreux pour qu’au moins l’un d’entre eux passe à proximité des planètes internes au moins une fois par décennie. Ces survols pourraient avoir déjà eu lieu.

Défis de la recherche et prochaines étapes

Benjamin Lehmann, physicien théoricien au MIT et coauteur de l’étude, souligne que les simulations actuelles sont relativement simples et manquent de la précision nécessaire pour analyser les orbites du Système solaire de manière définitive. Leurs conclusions sont donc basées sur des modèles préliminaires, mais l’équipe de chercheurs envisage de collaborer avec des experts en simulation du Système solaire, notamment ceux de l’Observatoire de Paris, pour affiner leur modèle.

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Si cette approche basée sur la détection des effets gravitationnels d’un trou noir primordial est prometteuse, elle n’est pas sans défis. Par exemple, il est difficile de distinguer un trou noir primordial d’autres objets de masse similaire. Geller explique qu’une fois une perturbation gravitationnelle détectée, des observations supplémentaires seront nécessaires pour confirmer l’hypothèse du trou noir primordial et exclure d’autres possibilités. 

Les astronomes, grâce à leur expertise dans la détection de petits objets comme les astéroïdes, seraient bien placés pour vérifier ces observations. Toutefois, observer directement un petit trou noir avec un télescope serait probablement impossible, étant donné que ces objets sont pratiquement invisibles. Une fois que les modèles seront suffisamment sophistiqués pour interpréter les données réelles, l’équipe prévoit de mener des observations de suivi pour identifier tout signal de trou noir primordial. Par ailleurs, cette vidéo montre ce qui se passerait si vous tombiez dans un trou noir.