Pourrons-nous un jour exploiter l’énergie des trous noirs ?
La force d’attraction gravitationnelle des trous noirs est si puissante que rien ne peut échapper à son emprise. Mais pourrions-nous un jour exploiter le pouvoir gargantuesque des trous noirs comme source d’énergie ? Une nouvelle étude propose deux façons d’utiliser les trous noirs comme sources d’énergie. Les scientifiques ont prédit des processus permettant d’extraire de l’énergie des trous noirs en utilisant leurs propriétés rotationnelles et gravitationnelles.
Charger un trou noir
Dans le premier scénario hypothétique, les scientifiques chargeraient le trou noir en l’injectant avec de gigantesques particules électriquement chargées. Ces charges continueraient d’être aspirées jusqu’à ce que le trou noir lui-même possède un champ électrique qui commencera à repousser toute charge supplémentaire qu’ils tenteraient d’injecter, expliquent les scientifiques dans l’étude publiée le 29 novembre dans le journal Physical Review D. Lorsque cette répulsion électromagnétique était plus forte que la force gravitationnelle du trou noir, les scientifiques le considéreraient comme entièrement chargé. Conformément à la théorie de la relativité générale d’Einstein, qui dit que la masse peut être considérée comme équivalente à l’énergie, l’énergie disponible du trou noir proviendrait d’une combinaison des charges électriques injectées en lui et de la masse de ces charges électriques. Selon les chercheurs, la batterie du trou noir transforme l’énergie de la masse des particules en énergie de charge.
Les chercheurs ont calculé que le rendement du processus de recharge était de 25%, ce qui signifie que les batteries de trou noir pourraient transformer environ un quart de la masse injectée en énergie disponible sous forme de champ électrique. Selon l’équipe, cela rendrait l’efficacité de la batterie environ 250 fois supérieure à celle d’une bombe atomique.
Utiliser la superradiance
Pour extraire l’énergie, les chercheurs utiliseraient un processus appelé superradiance, qui se base sur la théorie selon laquelle l’espace-temps est littéralement entraîné par la rotation d’un trou noir en raison de son intense champ gravitationnel. Les ondes gravitationnelles ou électromagnétiques qui entrent dans cette région de rotation seraient également entraînées, mais à condition qu’elles n’aient pas encore franchi l’horizon des événements du trou noir, la frontière au-delà de laquelle rien, pas même la lumière, ne peut s’échapper. Certaines ondes pourraient être déviées avec plus d’énergie qu’elles n’en portaient initialement, selon les chercheurs. Ce processus convertirait l’énergie rotationnelle du trou noir, déterminée par sa masse, en ondes déviées.
L’utilisation des paires de Schwinger
L’autre méthode pour exploiter l’énergie des trous noirs consisterait à extraire cette énergie sous forme de soi-disant paires de Schwinger, c’est-à-dire de particules appariées qui se forment spontanément en présence d’un champ électrique. Selon Mai, si nous partons d’un trou noir entièrement chargé, le champ électrique près de l’horizon des événements pourrait être si fort qu’il créerait spontanément un électron et un positron (un électron mais avec une charge opposée). Si le trou noir était positivement chargé, le positron serait éjecté du trou noir en raison de la répulsion. Cette particule fugitive pourrait alors, théoriquement, être collectée comme énergie.
Cependant, Mai admet ne pas savoir si nous verrons un jour une batterie de ce type, mais l’exercice théorique a été inspiré par des tentatives antérieures de scientifiques pour extraire théoriquement de l’énergie des trous noirs. Grâce à l’étude de l’extraction d’énergie des trous noirs, nous pouvons mieux comprendre leur interaction entre la mécanique quantique et la gravité, explique Daniele Faccio, physicien à l’Université de Glasgow, qui n’a pas participé à l’étude.
