Fimographie de Sasha Haco

Paradoxe de l'information

En astrophysique, le paradoxe de l'information est un paradoxe mis en évidence par Stephen Hawking en 1976 opposant les lois de la mécanique quantique à celles de la relativité générale. En effet, la relativité générale implique qu'une information pourrait fondamentalement disparaître dans un trou noir, à la suite de l'évaporation de celui-ci. Cette perte d'information implique une non-réversibilité (un même état peut être issu de plusieurs états différents), et une évolution non unitaire des états quantiques, en contradiction fondamentale avec les postulats de la mécanique quantique. Ces postulats impliquent que tout état physique est représenté par une fonction d'onde, dont l'évolution dans le temps est gouvernée par l'équation de Schrödinger. Cette équation est déterministe et réversible dans le temps, et permet donc de toujours déterminer de manière univoque les états précédant un état donné. Ceci implique que l'information doit toujours être préservée, quelles que soient la complexité ou la violence des événements physiques transformant un système, même si l'information se trouve diluée et mélangée de manière indétectable. Or, la relativité générale stipule que l'horizon d'un trou noir est un point de non-retour absolu, et que toute matière, énergie et donc information absorbée par un trou noir ne pourra jamais en sortir. Cela ne posait pas de problème fondamental jusqu'à ce que Stephen Hawking mette en évidence, en 1975, que les trous noirs s'évaporent et peuvent disparaître complètement, emportant ainsi irrémédiablement l'information dans leur disparition. Ce problème est considéré comme fondamental et pouvant remettre en question les théories physiques actuelles, de la même manière que la catastrophe ultraviolette a en son temps remis en question la physique classique. Ce problème étant au carrefour de la relativité générale et de la mécanique quantique, il ne peut être correctement résolu que dans le cadre d'une théorie de la gravité quantique comme la théorie des cordes. Celle-ci offre, par le modèle de principe holographique, concrétisé par la correspondance AdS/CFT de Juan Maldacena, une solution à ce paradoxe qui montre que les lois de la mécanique quantique restent valables, et que l'information ne disparait donc pas suite à l'évaporation d'un trou noir. Cette solution emporte l'adhésion de beaucoup de physiciens, mais le sujet reste controversé dans la mesure où aucune théorie de gravité quantique ne fait l'unanimité et n'est considérée comme pleinement satisfaisante de nos jours, et que le principe holographique reste spéculatif.

Co-auteure de l'article scientifique: "Black hole entropy and soft hair" avec Stephen Hawking, Malcolm Perry et Andrew Strominger. Docteur en mathématiques appliquées et de physique théorique à l'université de Cambridge.