Développements et perspectives

L'étude des trous noirs primordiaux, initiée dans les années 1970 par Y. Zeldovich et S. Hawking, a connu ces derniers temps un net regain d'intérêt. Au niveau de leur recherche observationnelle, il est probable que l'essentiel des possibilités ait maintenant été envisagé : les antiprotons et les gammas ont été exploités et ne devraient plus apporter de contraintes significativement meilleures puisque les mesures sont au niveau du signal attendu sans terme source spécifique aux trous noirs; les antideutérons, en revanche, pourraient s'avérer prometteurs et bénéficier de développements instrumentaux postérieurs à l'expérience AMS. Les positons ne constituent pas un canal intéressant dans la mesure où leur abondance dans le rayonnement cosmique est naturellement importante, le seuil de formation des pions chargés étant beaucoup plus faible que celui des antiprotons. Les neutrinos ont été étudiés [88] mais ne présentent qu'une médiocre sensibilité compte tenu de leur abondance naturelle et de l'absence de caractéristiques spectrales signant une éventuelle composante émanant des trous noirs primordiaux. Enfin, les ondes gravitationnelles provenant de systèmes binaires ont été considérées mais elles restent cantonnées aux objets de masses élevées. Néanmoins, le sujet est loin d'être totalement clos ([89] et références citées).

Aux niveaux astrophysiques et cosmologiques, différents points pourraient être utilement étudiés. D'abord, en ce qui concerne le détail des processus de formation possibles dans le cadre des modèles inflationnaires. Le caractère quantique de l'effondrement n'a pas, jusqu'alors, été pris en compte et le mode décroissant des fluctuations primordiales devrait être utilement considéré dans les descriptions à venir.

Ensuite, il est intéressant de poursuivre certaines investigations sur les manifestations macroscopiques de théories microscopiques que ces trous noirs pourraient présenter, même très loin de l'échelle de Planck (grâce à des phénomènes de transitions singulières : la solution ne tend pas vers la solution classique quand la perturbation tend vers 0). En particulier, il semble apparaître que parmi les réalisations possibles à basse énergie de la M-théorie, seuls les modèles de type "Supercordes-II" présentent une stabilité suffisante par rapport aux conditions aux limites asymptotiques [90] (en particulier, l'existence probable d'une constante cosmologique non nulle - bien que très faible en unités naturelles - impose de s'assurer qu'une densité lagrangienne non nulle à l'infini ne change pas la nature des solutions). Autrement dit, si ces approches préliminaires se vérifiaient, cela signifierait que certaines réalisations (Bosoniques et Hétérotiques par exemple) des théories les plus globales ne sont pas compatibles avec l'existence de ces objets et pourraient, de ce fait, être nettement défavorisées. Le point important est que si ces résultats préliminaires se confirment, il ne concernent pas que les trous noirs légers mais aussi les trous noirs astrophysiques dont l'existence est avérée. Il pourrait s'agir d'une voie possible pour sonder des manifestations de nouvelle physique dans les phénomènes astronomiques.

Seront développées dans ce chapitre quelques autres voies liées, en particulier, à la formation de trous noirs sur accélérateurs, aux rayons cosmiques d'énergies extrêmes, au problème des gravitinos et à la décohérence quantique.