Trou noir sans singularité : une nouvelle géométrie de l'espace express
Au centre d'un trou noir classique se cache une singularité — un point où la densité et la courbure de l'espace-temps deviennent infinies. La physique y perd sa voix. Karl Schwarzschild fut le premier à résoudre les équations de Einstein pour un tel objet, mais la singularité est restée une énigme.
La métrique à rebond noir remplace la singularité par une transition douce — l'espace ne se comprime pas en un point, mais se retourne sur lui-même. Tout dépend d'un paramètre unique $a$. S'il est inférieur à un certain seuil, on a affaire à un trou noir régulier ordinaire sans singularité. S'il est supérieur, un tunnel vers une autre région de l'Univers apparaît : un trou de ver traversable.
C'est la première fois que le paramètre de rebond est mesuré non pas dans une expérience de pensée, mais à partir d'une galaxie réelle. Le modèle non seulement élimine la singularité au cœur, mais s'accorde parfaitement avec le halo de matière noire standard à grande distance. Le système solaire ressent aussi ce paramètre : l'article calcule de minuscules corrections au déplacement du périhélie de Mercure, à la déviation de la lumière et au délai des signaux radio. Elles sont faibles, mais pourraient devenir testables à l'avenir.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2607.09840
The black-bounce spacetime provides a regularized modification of the Schwarzschild metric by introducing a free parameter $$a$$ that eliminates the central singularity while preserving the exterior geometry of a classical black hole. This work investigates the physical implications of this metric across three complementary observational windows. First, we examine the horizon structure and the transition between a regular black hole ($$a < 2M$$) and a traversable wormhole ($$a > 2M$$), offering a viable singularity-free alternative to classical black hole solutions. Second, we perform Solar System precision tests perihelion precession of Mercury, gravitational lensing, and the Shapiro time delay of radar signals demonstrating that the bounce parameter $$a$$ introduces small but measurable corrections relative to general relativity. Third, and for the first time, we apply the black-bounce metric to galactic dynamics by deriving the circular velocity field and fitting it to the observed rotation curve of NGC~7331. A four-component mass decomposition black-bounce central potential, Freeman exponential disc, Hernquist bulge, and a Navarro--Frenk--White dark matter halo yields $$a = 1.035 \pm 0.119$$~kpc , providing the first observational constraint on the bounce parameter from galaxy kinematics. Our results confirm that the black-bounce metric regularises the inner galactic core while remaining fully consistent with a standard dark matter halo at large radii, establishing this spacetime as a compelling testbed for singularity-free alternatives to classical black holes.
Le paramètre de rebond pour NGC 7331 s'est avéré être de l'ordre de trois mille années-lumière — comparable à la distance qui nous sépare du centre de notre propre Galaxie.
L'idée d'un trou de ver traversable comme pont entre des régions éloignées de l'espace est exploitée dans le film « Interstellar », où les héros voyagent à travers un ver de ver près de Saturne.