De minuscules trous noirs ont effacé l'excès de lithium après le Big Bang ✛ ✦

Original: "Possible explanation of primordial $$^7$$Li deficit"
· E. V. Arbuzova, A. D. Dolgov
arXiv:2606.03316v2 · 2026-06-02 · CC BY 4.0 · 1 min
En s'évaporant, les trous noirs primordiaux ont détruit l'excès de lithium, rendant la carte cosmique précise.

Juste après le Big Bang, en s'expandant et en se refroidissant, l'Univers a brassé les premiers éléments : principalement de l'hydrogène et de l'hélium, plus une pincée de lithium. La théorie prédit avec précision les quantités d'hydrogène et d'hélium, mais le lithium-7 sort trois fois plus abondant que ce que l'on observe dans les étoiles anciennes — une tache sur la toile cosmique.

Pour effacer cette tache, les trous noirs primordiaux — des miettes nées juste après l'explosion — ont été appelés à la rescousse. Stephen Hawking a découvert que ces trous s'évaporent en émettant des particules. Les plus petits (pesant comme une montagne, plus petits qu'un atome) émettaient des neutrons — des projectiles minuscules qui transformaient le lithium-7 en atomes instables, lesquels se désintégraient instantanément en hélium-4 ordinaire. L'évaporation produisait aussi de l'antimatière, mais elle s'annihilait rapidement sans interférer. Ainsi, les trous noirs ont agi comme des gommes, effaçant l'excès de lithium sans toucher au reste.

Rebondissement inattendu : d'habitude, les trous noirs absorbent tout, mais ceux-ci, au contraire, ont réécrit la composition chimique du cosmos. Leur travail a duré quelques milliers d'années et a pu laisser une empreinte dans le fond diffus cosmologique — la lumière la plus ancienne qui nous soit parvenue, datant de l'époque où l'Univers avait 380 000 ans.

Si les trous noirs primordiaux constituent une partie de la matière noire, alors, en ce moment même dans notre Galaxie, plusieurs de ces objets pourraient s'évaporer chaque seconde — de minuscules feux d'artifice, invisibles à l'œil nu.

T_{BH} = \frac{M_{Pl}^2}{8\pi M_{BH}}
Détermine quelles particules sont créées lors du rayonnement de Hawking
\tau_{BH} \approx 160 \left( \frac{M_{BH}}{10^{10}\, \text{г}} \right)^3 \, \text{сек}
Indique combien de temps un trou noir met à s'évaporer complètement
Scientifiques
Stephen HawkingJacob BekensteinGeorges LemaîtreFritz ZwickyKarl SchwarzschildRalph Alpher
Notions
trou noir primordial trous noirs de l'univers primordial désintégration du neutrino nucléosynthèse primordiale hyperon baryon premières étoiles capture neutronique azote liquide enrichissement en métaux de l'univers primordial nucléon masse du neutron antineutrino réionisation capture électronique mécanisme de rayonnement de Hawking lithium bore croissance dendritique processus r