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Unification majeure des trous noirs et des particules élémentaires

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L'unification des trous noirs et des particules élémentaires est au centre de la physique théorique aujourd'hui et de la physique des astro-particules. Elle a été longtemps recherchée, mais jamais accomplie avec succès. Pour la première fois, cette unification est proposée d'une manière conceptuelle, par un chercheur à l'Observatoire de Paris, et inclut les états primordiaux de l'univers: les états décrivant l'inflation (dont l'existence est étayée par les observations récentes du fond cosmique micro-onde) et les états décrivant une phase antérieure (plus microscopique ou plus quantique) où est prévu un spectre discret et une nouvelle transition de phase.

Cette transition de phase serait la contre-partie en gravité quantique de l'instabilité de Jeans (non linéaire) avec constante cosmologique et avec une structure plus complexe et plus riche.

La dualité classique-quantique (de Broglie) à la base de la mécanique quantique est ici prolongée à la gravité quantique ou au régime de corde (c'est-à-dire, dualité onde-particule-corde). Remarquablement, cette dualité de la gravité classique-semiclassique-quantique décrit avec précision l'histoire entière de l'évaporation des trous noirs et l'évolution de l'univers.

Les trous noirs macroscopiques viennent de l'effondrement gravitationnel des étoiles massives. Les trous noirs microscopiques pourraient résulter des concentrations à haute densité (de l'ordre de l'énergie de Planck) dans l'univers jeune, comme des collisions de particules à de telles énergies. Les trous noirs microscopiques sont nécessairement quantiques et leurs propriétés régies par la gravité quantique ou semiclassique, l'évaporation par le rayonnement d'Hawking est un effet typique de ces trous noirs. Les trous noirs microscopiques partagent sous certains aspects des analogies avec les particules élémentaires, et d'autre part, sont très différents. Une théorie de la gravité quantique, ou la "théorie de tout" comme la théorie des cordes, devrait fournir une description unifiée et cohérente des trous noirs et des particules élémentaires, et de même la physique de l'univers jeune.

Rayonnement de Hawking d'un trou noir:
une paire "particule" (P, rouge)et "anti-particule" (A, vert) est créée, et tandis que l'anti-particule est attirée et annihilée dans le trou noir, la particule s'échappe. Le trou noir a perdu de la masse.
Corde de base ouverte Corde de base fermée
Dans la théorie des cordes, les particules élémentaires sont considérées comme les modes d'excitation des cordes élémentaires. Puisqu'elles sont construites pour une théorie de la gravité quantique, la taille de ces cordes est supposée de l'ordre de la longueur de Planck, qui est environ 10

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