L’imagination des physiciens connait peu de limites. Il y a une vingtaine d’années, elle faisait naître le concept intrigant de gravastar. Aujourd’hui, elle repousse une fois de plus les frontières du réel en avançant l’idée des nestars, des étoiles imbriquées les unes dans les autres. Comme autant de poupées russes !

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    Il est une théorie assez fascinante. Comme une sorte d'alternative à la description des trous noirs. Elle a été avancée en 2001 par deux physiciensphysiciens américains, Emil Mottola et Pawel Mazur. C'est la théorie dite du gravastar, un mot-valise pour « gravitational vacuum star ». Et avant d'aller plus loin, il est intéressant de préciser qu'elle est loin de faire l'unanimité au sein de la communauté scientifique.

    Malgré cela, voyons comment les deux physiciens imaginent leurs « étoiles de vide gravitationnel ». Eh bien, comme un objet presque aussi compact qu'un trou noir et dont la gravité de surface est tout aussi importante. Mais comme un objet, aussi qui ne présente ni horizon des événements -- c'est-à-dire pas de frontière à l'intérieur de laquelle aucune information ne peut être envoyée -- ni singularité de noyau.

    Le gravastar comme alternative au trou noir

    Voici qui mérite quelques précisions. C'est le physicien allemand Karl Schwarzschild qui a proposé une solution aux équations d'Albert Einstein selon laquelle le centre d'un trou noir serait constitué d'une singularité. Comprenez, d'un point où l'espace et le temps n'existent plus. Où les lois de la physiquephysique ne s'appliquent plus. Ainsi, aucune information ne pourrait s'échapper d'un trou noir au-delà de ce que les scientifiques appellent l'horizon des événements.

    Les gravastars de Mottola et Mazur, eux, sont un peu différents. Leur cœur serait constitué d'une énergie exotique qui exercerait une pressionpression négative sur la colossale force gravitationnelleforce gravitationnelle qui comprime l'étoile. Leur surface, elle, se résumerait à une solidesolide peau de matièrematière plus ordinaire. Solide, mais fine puisque les chercheurs estiment son épaisseur proche de zéro.

    Des gravastars imbriqués comme des poupées russes

    Plus de 20 ans après la première évocation des gravastars, des physiciens de l'université Goethe (Allemagne), Daniel Jampolski et Luciano Rezzolla, proposent encore une alternative. Une alternative tout à fait spéculative, mais qu'ils présentent dans la très sérieuse revue Classical Quantum Gravity. Et leur solution se révèle plus folle que celle de leurs collègues. Elle décrit l'existence de gravastars à l'intérieur d'autres gravastars. À l'image des poupées russes, les célèbres matriochkas. Les chercheurs ont même trouvé un nom pour désigner ces incroyables objets. Ils les qualifient de « nestars », un mot tiré de l'anglais « nested » qui signifié « imbriqué ». Et selon eux, leur coquille serait plus facile à imaginer, car un peu plus épaisse que celle du gravastar.

    « C'est formidable que même 100 ans après que Schwarzschild a présenté sa première solution aux équations d'EinsteinEinstein issues de la théorie de la relativité générale, il soit encore possible de trouver de nouvelles solutions. C'est un peu comme trouver une pièce d'or sur un chemin qui a déjà été exploré par beaucoup d'autres. Malheureusement, nous ne savons toujours pas comment un tel gravastar pourrait être créé. Mais même si les nestars n'existent pas, explorer les propriétés mathématiques de ces solutions nous aide finalement à mieux comprendre les trous noirs », avance Luciano Rezzolla, professeur d'astrophysiqueastrophysique théorique, dans un communiqué de l’université Goethe, pour expliquer son enthousiasme à ce sujet.