Scénario du trou noir-et-blanc : fondement et évaporation

Black-to-white hole scenario : foundation and evaporation

• Auteur / Autrice : Pierre Martin Dussaud
• Direction : Carlo Rovelli, Simone Speziale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et sciences de la matière
• Date : Soutenance le 30/06/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de physique théorique (Marseille ; Toulon ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Alejandro Perez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Francesca Vidotto
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Seth Major, Aurélien Barrau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie quantique

Gravité quantique

Trous blancs (astronomie)

Trous noirs (astronomie)

Mots clés libres

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Résumé

La physique du début du XXe siècle a connu deux grandes révolutions conceptuelles qui ont bouleversé notre façon de voir le monde. La relativité générale, d’une part, décrit l’espace-temps à grande échelle ; la mécanique quantique, d’autre part, traite du comportement microscopique de la matière. Depuis lors, les physiciens sont en quête d’une théorie de la gravité quantique, qui réunirait les deux langages. Il est attendu qu’une telle théorie modifie profondément notre compréhension des trous noirs, ces astres d’une densité extrême, longtemps restés dans l’ombre des calculs, et désormais observés en nombre dans le ciel. La théorie quantique a déjà montré, en première approximation, qu’un trou noir s’évapore lentement. La gravité quantique prédit par ailleurs qu’un tel astre pourrait se métamorphoser en trou blanc, son symétrique temporel. Dans cette thèse, nous étudions les fondements d’un tel scénario et proposons un modèle mathématique qui inclue le phénomène d’évaporation.

The physics of the beginning of the 20th century experienced two major conceptual revolutions that changed the way we see the world. General relativity, on the one hand, describes space-time on a large scale; quantum mechanics, on the other hand, deals with the microscopic behaviour of matter. Since then, physicists have been looking for a theory of quantum gravity, which would bring the two languages together. It is expected that such a theory profoundly changes our understanding of black holes, these extremely dense astrophysical objects, long remained in the shade of calculations, and now observed in droves in the sky. Quantum theory has already shown, as a first approximation, that a black hole slowly evaporates. Quantum gravity also predicts that such an object could metamorphose into a white hole, its time-reverse. In this thesis, we study the foundations of such a scenario and propose a mathematical model that includes the phenomenon of evaporation.