Lorsque les humains meurent de faim, ils maigrissent et finissent par mourir; quand un trou noir meurt de faim, il devient trop mince et meurt… mais il le fait de façon très spectaculaire, dans un éclat de rayonnement Hawking.
C'est du moins ainsi que nous le comprenons aujourd'hui (aucun trou noir n'a encore été observé), et la théorie peut aussi être erronée.
Le cosmologiste, astrophysicien et physicien Stephen Hawking a montré, en 1974, que les trous noirs devraient émettre un rayonnement électromagnétique avec un spectre de corps noir; ce processus est également appelé évaporation du trou noir. En bref, ce processus théorique fonctionne comme ceci: des paires particules-antiparticules sont constamment produites et disparaissent rapidement (par annihilation); ces paires sont des paires virtuelles, et leur existence (si l'on peut dire que quelque chose de virtuel existe!) est une certaine conséquence du principe d'incertitude. Normalement, nous ne voyons jamais ni la particule ni l'antiparticule de ces paires, et nous ne connaissons leur existence qu'à travers des effets comme l'effet Casimir. Cependant, si une telle paire virtuelle apparaît près de l'horizon des événements d'un trou noir, l'une peut la traverser pendant que l'autre s'échappe; et le trou noir perd ainsi de la masse. Loin de l'horizon des événements, cela ressemble au rayonnement du corps noir.
Il s'avère que plus la masse d'un trou noir est petite, plus vite il perdra de la masse en raison du rayonnement de Hawking; juste à la fin, le trou noir disparaît dans une intense explosion de rayonnement gamma (parce que la température du trou noir augmente à mesure qu'il diminue). Nous ne verrons aucun des trous noirs de la Voie Lactée exploser de si tôt… non seulement ils gagnent probablement encore de la masse (du fond des micro-ondes cosmiques, au moins), mais un trou noir à un sol prendrait plus de 10 ^ 67 ans pour s'évaporer (l'univers n'a que 13 milliards d'années)!
Il existe de nombreuses énigmes concernant les trous noirs et le rayonnement de Hawking; par exemple, l'évaporation du trou noir via le rayonnement Hawking semble signifier que les informations sont perdues à jamais. La cause profonde de ces énigmes est que la mécanique quantique et la relativité générale - les deux théories les plus réussies en physique, période - sont incompatibles, et nous n'avons aucune expérience ou observation pour nous aider à trouver comment résoudre cette incompatibilité.
Andrew Hamilton, de la Colorado University, a une bonne introduction à ce sujet, tout comme la FAQ Usenet Physics (souvent reconnue par l'association de John Baez avec elle).
Certaines histoires de Space Magazine qui incluent le rayonnement de Hawking sont Horizon d'événement de trou noir synthétique créé dans le laboratoire britannique, Comment s'échapper d'un trou noir et Quand les trous noirs explosent: mesurer les émissions de la cinquième dimension.
Les trous noirs grands et petits et le grand collisionneur de hadrons et la recherche du boson de Higgs sont deux modèles d'astronomie pertinents pour le rayonnement de Hawking.
Sources:
Université du Colorado
ThinkQuest
Université de Californie - Riverside
