Les trous noirs sont des régions de l’espace-temps où la gravité est si forte que rien, pas même la lumière, ne peut s’échapper. Selon la physique classique, les trous noirs sont comme des gouffres sans fond qui consomment sans relâche tout ce qui s’approche d’eux, sans rien rendre en retour. Cependant, les travaux de Hawking ont montré que les trous noirs ne sont pas entièrement noirs; ils émettent en fait une faible lueur de rayonnement.
Ce rayonnement, désormais appelé rayonnement Hawking, résulte de la nature quantique de l’espace-temps proche de l’horizon des événements d’un trou noir. Aux abords d’un trou noir, où la gravité est extrêmement intense, des particules et leurs antiparticules peuvent naître spontanément et s’annihiler les unes les autres. Ces particules virtuelles, des paires de particules qui apparaissent et disparaissent constamment dans l’espace vide, se comportent différemment en présence d’un trou noir.
Une particule d’une paire peut tomber dans le trou noir tandis que l’autre s’en échappe. La particule qui s’échappe éloigne l’énergie du trou noir, entraînant une perte progressive de masse. Ce processus est similaire à la façon dont l’aspirine se dissout dans l’eau, libérant lentement ses molécules dans le liquide environnant. À mesure que le trou noir émet un rayonnement, celui-ci s’évapore progressivement au fil du temps, pour finalement disparaître complètement.
La découverte de Hawking a eu de profondes implications pour notre compréhension des trous noirs. Il remet en question la notion de trous noirs en tant qu'objets parfaitement absorbants et introduit l'idée de la gravité quantique, un cadre théorique visant à unifier les principes de la mécanique quantique avec les lois de la gravité.
En outre, les travaux de Hawking ont permis de mieux comprendre le paradoxe de l'information, une énigme qui surgit lorsque la mécanique quantique est appliquée aux trous noirs. Si l’information est détruite lorsque la matière tombe dans un trou noir, cela contredirait les principes fondamentaux de la physique quantique, selon lesquels l’information ne peut pas être perdue. La résolution proposée par Hawking à ce paradoxe suggère que l'information est préservée dans le rayonnement Hawking émis, bien que sous une forme brouillée.
Les contributions de Stephen Hawking à la physique, notamment ses recherches révolutionnaires sur les trous noirs, ont eu un impact durable sur notre compréhension scientifique de l'univers. Ses idées continuent d’inspirer et de défier les physiciens, les poussant à poursuivre la connaissance et à explorer les mystères les plus profonds du cosmos.
