Le concept de cet artiste représente un trou noir supermassif au centre d'une galaxie. La couleur bleue représente ici le rayonnement sortant d'un matériau très proche du trou noir. La structure grisâtre entourant le trou noir, appelé tore, est composé de gaz et de poussière. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Une petite équipe internationale de chercheurs a découvert que les vagues d'eau créées en raison de la diffusion d'un vortex en rotation peuvent montrer une superradiance rotationnelle - un effet que les astrophysiciens ont prédit susceptible de se produire dans les trous noirs, mais qui n'a jamais été reproduit dans une expérience de laboratoire. Dans leur article publié dans la revue Physique de la nature, le groupe explique comment ils ont observé et mesuré les ondes se propageant à la surface de l'eau à proximité d'un vortex drainant et ce qu'ils ont trouvé.
Comme l'expliquent les chercheurs, quand une vague heurte un obstacle, il a tendance à se disperser, comme on peut l'observer sur pratiquement n'importe quel bord de mer. Mais plus difficile à voir, c'est qu'une partie de l'onde est réfléchie ainsi que partiellement transmise. Cela a conduit à une théorie en 1954 de Robert Dicke qui suggère que si un objet tourne, les ondes peuvent être amplifiées en extrayant de l'énergie des parties de l'onde qui sont diffusées, un phénomène appelé superradiance. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont mené des expériences conçues pour prouver que la théorie est correcte.
Les expériences consistaient à placer de l'eau dans un réservoir de 3 x 1,5 mètre avec un trou de 4 cm au centre pour servir de drain - les chercheurs ont pris des mesures de l'activité des vagues par des capteurs montés sur le côté du réservoir (et par un , capteur d'interface air-fluide tridimensionnel) lors de la vidange de l'eau pompée, créant un tourbillon. Les chercheurs rapportent qu'ils ont observé des ondes se propageant à la surface et que les mesures ont confirmé que les ondes étaient amplifiées après la diffusion. Ils rapportent en outre que la plus grande amplification enregistrée était de 14 % +/- 8 % avec des vagues de 3,70 Hz dans une eau d'une profondeur de 6,25 cm seulement. Ils prétendent que leurs conclusions sont en accord avec la théorie, et donc que leurs découvertes peuvent être appliquées à la recherche autour des trous noirs. En effet, ils pensent que la diffusion d'ondes peu profondes sur l'eau est analogue à l'action qui se produit à l'horizon des événements d'un trou noir. Ils notent également que de nouveaux, des détecteurs d'ondes gravitationnelles plus sensibles pourraient un jour être capables de mesurer à peu près le même comportement avec de vrais trous noirs.
Communiqué de presse de l'Université de Nottingham
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