MORT DE STEPHEN HAWKING - ASTROPHYSICIEN VISIONNAIRE

On se met à chercher des modèles d'étoiles très massives avec un fort décalage gravitationnel vers le rouge à cause d'effets relativistes pour expliquer l'existence des quasars. Sortant tout juste de la course à la création des bombes à hydrogène, des théoriciens comme John Wheeler et Iakov Zeldovitch se tournent vers la théorie de la plus grosse explosion qu'on puisse imaginer, celle du Big Bang, même si l'hypothèse n'a pas encore très bonne presse dans la communauté scientifique.
Du côté de la physique des particules élémentaires, c'est la crise : de nouvelles particules sont sans cesse découvertes alors qu'aucune théorie ne semble vraiment en mesure d'expliquer leur existence et leurs propriétés. Rebuté par l'aspect par trop « botanique » de cette physique, Hawking se tourne alors vers la cosmologie qui, elle, dispose d'une théorie bien spécifique, la théorie de la relativité générale.
À Cambridge, Hawking rêve de passer son doctorat sous la tutelle de Hoyle, le mandarin de la cosmologie de l'époque, mais c'est à Dennis Sciama, un chercheur beaucoup moins brillant, en apparence du moins, que la jeune pousse est confiée. C'est sa chance : Hoyle est en train de commencer à perdre les pédales au moment où le rayonnement fossile est découvert en 1965 ; pour la majorité des chercheurs, sauf pour Hoyle, cela signe rapidement l'arrêt de mort de la théorie de l'état stationnaire.
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aussi élève de Sciama, et Robert Geroch, élève de Wheeler), à l'approche géométrique et topologique des solutions des équations d'Einstein. Celle-ci a été initiée par Penrose et permet d'établir et de décrire en particulier les singularités et autres propriétés de l'espace-temps associées à la physique des trous noirs et des modèles cosmologiques relativistes. Il en sortira une monographie monumentale écrite au début des années 1970 avec son condisciple George Ellis, The Large Scale Structure of Space-Time, qui peut être vue comme un développement considérable de sa thèse.
Hawking hésite un temps à se lancer dans le domaine des ondes gravitationnelles, alors en plein développement. Il abandonne vite celui-ci après quelques travaux pour le laisser à l'un de ses amis proches, le futur prix Nobel de physique Kip Thorne, qui va l'explorer en relation avec la physique des trous noirs et des étoiles relativistes.

De l'entropie des trous noirs au temps imaginaire du Big Bang

Toujours au début des années 1970, Hawking établit un théorème sur la croissance de la surface des trous noirs qui semble donner du poids à l'idée révolutionnaire d'un jeune thésard de Wheeler, Jacob Bekenstein. Hawking pense que l'idée de Bekenstein, qui consiste à associer une entropie à la surface d'un trou noir, est complètement idiote. Un trou noir devrait alors avoir une température et donc rayonner, ce qui apparaît impossible du point de vue de la théorie de la relativité générale. Hawking décide de montrer que cette idée est bel et bien absurde tout en développant une idée à lui basée sur le concept de minitrou noir.
Voir aussi :Jacob Bekenstein, le découvreur de l'entropie des trous noirs, est mort
Dans le cadre des équations d'Einstein, le début de l'univers devait correspondre à un état de l'espace-temps très chaotique et turbulent qui pouvait contraindre son contenu en matière ou en lumière à s'effondrer localement en donnant des trous noirs de masses pouvant être très inférieures à celle d'une planète, voire d'un atome. On pouvait même imaginer l'existence de minitrous noirs chargés se comportant comme des particules élémentaires relativement stables dans les rayons cosmiques.
Voir aussi :Les minitrous noirs au LHC : apprenons à les connaître
Pour décrire ces objets, Hawking doit apprendre la théorie des champs quantiques de particules en espace-temps courbe, ce qu'il va faire en allant prendre des cours avec les experts de l'époque. Ceux-ci sont à Moscou : il s'agit de Iakov Zeldovitch et de son collaborateur Alexeï Starobinski, qui sera d'ailleurs quelques années plus tard un des pionniers de la théorie de l'inflation.
De retour à Cambridge, Hawking découvre son fameux rayonnement conduisant à l'évaporation des trous noirs. Il s'engage alors dans l'exploration des conséquences du mariage de la théorie d'Einstein et des lois de la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, à la recherche d'une véritable théorie quantique de la gravitation, laquelle est nécessaire pour vraiment comprendre comment l'univers a commencé.

Ce soir ,sur Arte,film sur ce savant:20h55
La tête ds les étoiles.