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La
théorie de la relativité générale, les modèles de trous noirs
et les solutions cosmologiques de type " big-bang " qui
en découlent, décrivent des espace-temps courbés par la gravitation,
sans toutefois trancher sur certaines questions fondamentales
quant à la nature de l'espace. Quelle est sa structure géométrique
à grande et à petite échelle ? Est-il continu ou discontinu,
fini ou infini,
possède-t-il des " trous " ou des " poignées ", contient-il
un seul feuillet ou plusieurs, est-il " lisse " ou " chiffonné
" ?
Des approches récentes et encore spéculatives, comme la gravité
quantique, les théories multidimensionnelles et la topologie
cosmique, ouvrent des perspectives inédites sur ces questions.
Je
détaillerai deux aspects particuliers de cette recherche.
Le premier sera consacré aux trous noirs. Astres dont l'attraction
est si intense que rien ne peut s'en échapper, les trous noirs
sont le triomphe ultime de la gravitation sur la matière et
sur la lumière.
Je décrirai les distorsions spatio-temporelles engendrées
par les trous noirs et leurs propriétés exotiques : extraction
d'énergie, évaporation quantique, singularités, trous blancs
et trous de ver, destin de la matière qui s'y engouffre, sites
astronomiques où l'on pense les avoir débusqués.
Le second aspect décrira les recherches récentes en topologie
cosmique, où l'espace " chiffonné ", fini mais de
topologie multiconnexe, donne l'illusion d'un espace déplié
plus vaste, peuplé d'un grand nombre de galaxies fantômes.
L'univers observable acquiert ainsi la forme d'un " cristal
" dont seule une maille correspond à l'espace réel, les autres
mailles étant des répliques distordues emplies de sources
fantômes.
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