Censure cosmique

En astrophysique, le terme de censure cosmique (cosmic censorship en anglais) désigne une conjecture à propos de la nature des singularités dans l'espace-temps. Selon elle, il n'existe pas de processus physique donnant naissance à une singularité nue, c'est-à-dire une région de l'espace dont le champ gravitationnel prend des valeurs infinies et qui ne serait pas cachée derrière un horizon des événements. Le terme de « censure cosmique » est entre autres l'œuvre du mathématicien britannique Roger Penrose. Il a une connotation humoristique, la « censure » visant à « cacher » au reste de l'univers les objets appelés singularités dites « nues ». La relativité générale décrit les phénomènes gravitationnels dans l'univers. Elle prédit sous certaines conditions la possibilité de formations de régions dans lesquelles la densité devient infinie, ainsi que le champ gravitationnel. Ces régions sont appelées singularités gravitationnelles. C'est ce qui se passe lors de la formation d'un trou noir à la suite de l'effondrement gravitationnel d'un astre. Les lois de la relativité générale ne permettent pas de décrire en détail le comportement de ces singularités. L'évolution d'une région de l'espace-temps susceptible d'être influencée par une singularité est donc intrinsèquement, dans l'état actuel de nos connaissances (dans les années 2020) imprévisible. Cependant, ce problème n'a guère d'importance dans le cas de la formation d'un trou noir, car la singularité est située à l'intérieur du trou noir, région dont aucune information ne peut sortir. Aussi, le devenir de l'intérieur du trou noir est-il sans importance pour la région extérieure au trou noir. Néanmoins, rien n'assure à priori que toutes les singularités susceptibles de se former dans la Nature sont, comme dans le cas des trous noirs, cachées aux yeux d'observateurs extérieurs. Il existe d'ailleurs diverses solutions aux équations de la relativité générale (les équations d'Einstein) des configurations présentant une singularité nue.

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Relativité générale

La relativité générale est une théorie relativiste de la gravitation, c'est-à-dire qu'elle décrit l'influence de la présence de matière, et plus généralement d'énergie, sur le mouvement des astres en tenant compte des principes de la relativité restreinte. La relativité générale englobe et supplante la théorie de la gravitation universelle d'Isaac Newton qui en représente la limite aux petites vitesses (comparées à la vitesse de la lumière) et aux champs gravitationnels faibles.

Censure cosmique

Kerr metric

The Kerr metric or Kerr geometry describes the geometry of empty spacetime around a rotating uncharged axially symmetric black hole with a quasispherical event horizon. The Kerr metric is an exact solution of the Einstein field equations of general relativity; these equations are highly non-linear, which makes exact solutions very difficult to find. The Kerr metric is a generalization to a rotating body of the Schwarzschild metric, discovered by Karl Schwarzschild in 1915, which described the geometry of spacetime around an uncharged, spherically symmetric, and non-rotating body.

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