Jumeaux au trou noir : matière noire ou mondes cachés ? ✛ ✦

Original: "DARK-HIDE: Dark matter versus hidden dimensions in black hole images"
· Mohsen Fathi
arXiv:2607.13992 · 2026-07-15 · CC BY 4.0 · 1 min
Sur une image de l'ombre, impossible de distinguer ce qui la déforme : matière invisible ou dimensions repliées.

Les images de l'ombre d'un trou noir, obtenues par interférométrie (combinaison des ondes provenant de nombreuses antennes), montrent un silhouette déformée. Comme si l'on regardait à travers un verre irrégulier : la courbure de l'espace-temps due à la matière noire et à la gravité des dimensions repliées courbe les rayons presque de la même manière. Les simulations numériques et les mesures de luminosité le confirment : des ombres jumelles.

La matière noire est cinq fois plus abondante que la matière ordinaire, mais on ne peut la détecter que par son attraction.

Ce n'est qu'au bord même du trou, là où l'espace est tordu à l'extrême, que la différence apparaît : les dimensions repliées compriment la lumière un peu plus fort. Cette différence microscopique dans la déviation des trajectoires (lentille gravitationnelle) espère être captée par les futurs télescopes sensibles à la polarisation. Alors on saura ce qui se cache derrière l'ombre : une masse invisible ou des mondes cachés. L'idée remonte aux calculs de Schwarzschild et de Chandrasekhar, et le nom a été donné par Wheeler.

Dans les théories avec dimensions supplémentaires, un trou noir acquiert une « charge de marée » particulière — elle peut être négative, comme si la gravité poussait au lieu d'attirer. Cela est impossible en physique conventionnelle.

Les auteurs de science-fiction voient dans les trous noirs des portes vers des mondes parallèles. Dans le roman d'Stanislas Lem « Les Astronautes », les héros traversent un trou noir pour atteindre un autre univers.

\Delta_{\text{DM}}(r)=r^2 - 2M\left[1+\frac{\varepsilon}{M}\mu_{\text{DM}}(r)\right]r + a^2
Le terme supplémentaire avec ε et la fonction μ_DM(r) décrit comment la distribution de matière noire autour du trou courbe l'espace-temps plus fortement que la seule masse du trou.
\Delta_{\text{ED}}(r)=r^2 - 2Mr + a^2 + q
La constante q, la charge de marée, reflète l'influence des dimensions supérieures ; contrairement à une charge électrique ordinaire, elle peut être négative et modifier le champ gravitationnel de manière inattendue.
Scientifiques
Stephen HawkingJacob BekensteinJohn Archibald WheelerEdward WittenJuan MaldacenaFritz Zwicky
Notions
déformabilité de marée des trous noirs trou noir de Kerr métrique de Kerr aire de l'horizon théorème de la calvitie horizon interne théorème de l'aire de Hawking entropie de Barrow réverbération de la raie K-alpha du fer EHT charge de marée métrique de Schwarzschild paramètre de spin correction logarithmique principe holographique entropie de Bekenstein–Hawking