Les premiers trous noirs : ils seraient nés une seconde après le Big Bang, avant même les atomes

Les physiciens s’accordent à dire que les premières secondes de l’univers furent incroyablement chargées. Mais ce nouveau modèle, imaginé par des chercheurs italiens, propose non seulement la formation quasi instantanée de trous noirs, mais aussi l’apparition d’objets encore plus exotiques : des étoiles de bosons et des étoiles « cannibales ». C’est une histoire compliquée, pleine d’objets qui disparaissent aussi vite qu’ils sont apparus, et que personne, malheureusement, n’était là pour apprécier.

Entre la fin de l’inflation et le début de la nucléosynthèse (le moment où l’hydrogène et l’hélium ont commencé à se former), il y a un « trou » que nous ne comprenons pas bien. Si la matière a dominé temporairement cet intervalle, comme le suggèrent les auteurs de cette nouvelle étude, cela a eu des conséquences spectaculaires sur la structure du cosmos naissant.

Si ces particules étaient capables d’interagir entre elles, elles auraient pu se combiner et former des objets compacts. Tellement compacts qu’ils tordaient l’espace-temps au point de créer des trous noirs. Compte tenu de la masse planétaire de ces halos, les trous noirs résultants auraient eu des masses comparables à celles… d’un astéroïde. C’est fou, n’est-ce pas ? Un trou noir de la taille d’un rocher !

Quant à la sécurité, rassurez-vous. Un univers criblé de trous noirs de la taille d’astéroïdes peut sembler terrifiant. Heureusement, ces petits trous noirs auraient été soumis à l’évaporation par rayonnement de Hawking. Ce phénomène veut dire qu’ils perdent de la masse au fil du temps. Beaucoup d’entre eux se seraient évaporés complètement avant même que l’hydrogène et l’hélium ne se forment, juste quelques secondes ou minutes après l’EMDE. Ouf ! Le danger n’est peut-être plus si grand aujourd’hui.

Et puis il y a le concept encore plus déroutant des étoiles « cannibales ». Le nom est trompeur, car comment dévorer d’autres étoiles si aucune étoile « normale » n’a encore eu le temps de naître ? En fait, le terme désigne des objets qui produisent leur énergie par l’annihilation de matière et d’antimatière, plutôt que par la fusion nucléaire que nous observons dans notre Soleil. L’annihilation est un processus bien plus efficace pour transformer la masse en énergie, rendant ces étoiles potentiellement beaucoup plus brillantes.

C’est un peu le thème de cette période initiale : tout ce qui était dense et chaud finissait par s’effondrer sur lui-même. Bien sûr, les auteurs reconnaissent qu’il est possible que la chaleur dégagée par les étoiles cannibales ait pu les empêcher d’accumuler trop de masse, les sauvant ainsi de la transformation fatidique. Mais franchement, à lire cette théorie, il est presque surprenant que quoi que ce soit de cette époque ait réussi à éviter ce destin ultra-compact. Pourtant, il a bien fallu que quelque chose survive pour que nous soyons là aujourd’hui, non ?

Même si nous ne pouvons pas observer directement ces événements de l’EMDE, ces modèles théoriques sont cruciaux pour combler le « trou » dans notre compréhension de la naissance du cosmos. Ils nous rappellent que les tout premiers instants, même ceux qui nous semblent instantanés, étaient d’une complexité effrayante. La physique continue de nous surprendre en nous montrant à quel point l’univers est ingénieux pour créer des objets, même s’il choisit de les faire disparaître en un clin d’œil.