Pour la 6^e fois en 6 ans de leur existence, les prix Buchalter de cosmologie reconnaissent la recherche de pointe effectuée à l’Institut Périmètre.

Ces prix récompensent « des recherches originales dans les secteurs de la théorie, de l’observation et de l’expérimentation en cosmologie, qui ont le potentiel de produire des percées scientifiques » [traduction].

On a annoncé cette semaine que Niayesh Afshordi, professeur associé à l’Institut Périmètre, remporte le 1^er prix pour son article intitulé Echoes from the Abyss (Échos des profondeurs) portant sur un trou noir créé par la fusion de 2 étoiles à neutrons. Le jury a qualifié l’article d’« étape audacieuse et innovatrice vers la compréhension de phénomènes de gravitation quantique » [traduction].

Dans la version classique de la relativité générale d’Einstein, chaque trou noir est entouré d’un horizon des événements — le fameux « point de non-retour » au-delà duquel rien de ce qui entre dans le trou noir ne peut s’en échapper, pas même la lumière. Cependant, de nombreux aspects de ces phénomènes mystérieux semblent ne pas cadrer avec la mécanique quantique, qui décrit la physique à l’échelle des particules. C’est pourquoi les trous noirs sont devenus en quelque sorte des « laboratoires » où l’on tente de concilier la relativité générale et la mécanique quantique, qui sont les 2 piliers de la physique moderne.

La nature quantique des horizons des événements (qui semblent contenir toute l’information des trous noirs) demeure un mystère. Une avenue de recherche vise à le résoudre en étudiant comment les ondulations de l’espace-temps appelées ondes gravitationnelles pourraient diffuser cette structure quantique, produisant des « échos » de la création de trous noirs nés de la collision de 2 étoiles à neutrons.

Niayesh Afshordi et son co-auteur Jahed Abedi (de l’Institut Albert-Einstein) ont réalisé la première détection statistiquement significative de ces échos dans les données d’ondes gravitationnelles recueillies par le LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – Observatoire d'ondes gravitationnelles par interférométrie laser). Ces données ont été obtenues le 17 août 2017, une seconde après la première détection par le LIGO de la fusion de 2 étoiles à neutrons.

« Si ces données sont exactes, a déclaré M. Afshordi, elles modifieraient radicalement l’image classique des trous noirs et constitueraient la première signature directe d’effets quantiques dans la gravitation. » [traduction]

M. Afshordi dit qu’il a demandé à ses collègues de dédier ces travaux à la mémoire des regrettés Stephen Hawking et Joe Polchinski, champions du paradoxe de l'information perdue des trous noirs et d’une grande partie de la physique théorique telle que nous la connaissons maintenant.

Le grand prix Buchalter est un honneur, et M. Afshordi espère qu’il contribuera à ce que ces travaux fassent l’objet de l’attention qu’ils méritent dans la communauté scientifique.

Eugenio Bianchi (de l’Université d’État de Pennsylvanie) et Hal Haggard (du Collège Bard), adjoints invités à l’Institut Périmètre, ont obtenu avec leurs collaborateurs le 2^e prix pour leur mise à l’épreuve de la formule de Bekenstein-Hawking de l’entropie des trous noirs.

Les prix annuels de cosmologie ont été créés en 2014 par Ari Buchalter, Ph.D., entrepreneur ayant une formation en astrophysique. Ils visent à encourager la recherche d’idées innovatrices et révolutionnaires susceptibles de faire progresser notre compréhension de l’origine, de la structure et de l’évolution de l’univers. Les lauréats de cette année ont été annoncés lors de la 235^e réunion de la Société américaine d’astronomie, tenue à Honolulu, dans l’État d’Hawaï.