Zefze

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Trou noir L’idee du « trou noir » est nee il y a deux siecles. Designant des astres hypothetiques qui seraient capables d’engloutir toute matiere passant a leur portee, les trous noirs sont les corps celestes les plus mysterieux. La theorie du trou noir fascine car, theoriquement, elle permettrait de voyager dans l’espace de maniere instantanee. Mais qu’en est-il vraiment ? La theorie du trou noir Le terme « trou noir » a ete employe pour la premiere fois en 1967 par John Wheeler. Grace a nos connaissances sur les mecanismes de formation et de mort des etoiles, l’existence des trous noirs a pu etre confirmee.

Pour simplifier, on peut dire que la theorie est partie du principe qu’a priori, rien ne s’oppose a ce qu’il puisse exister des objets si denses et si massifs que la lumiere elle-meme ne pourrait s’en echapper. Selon Newton, « tous les objets de l’univers s’attirent mutuellement avec une force inversement proportionnelle au carre de la distance ». Ce qui signifie que pour echapper a l’attraction gravitationnelle exercee par une planete ou une etoile, il faut depasser la vitesse de la lumiere. La vitesse suffisante est appelee « vitesse de liberation ».

Exemple : pour quitter la

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Terre, une fusee doit atteindre 11,2 Km/s. La vitesse de liberation de la Terre est donc de 11,2 Km/s Donc, si on suppose qu’il existe des astres suffisamment massifs pour que la lumiere elle-meme ne puisse s’en echapper, cela signifie que la vitesse de liberation de ces astres est superieure a celle de la lumiere soit environ 300 000 Km/s. Cette theorie a ete emise conjointement par John Michell en 1783 et par Pierre Simon de Laplace en 1796. Mais a cette epoque on ne connaissait pas encore la vitesse de la lumiere.

En realite, les trous noirs ne sont rien d’autre que des residus d’etoiles massives qui ont explose en supernova. {draw:frame} *Les restes de la supernova Puppis* A. © NASA Apres l’explosion, il reste au centre de l’astre mort un noyau ultra dense de quelques kilometres de diametre. Il y a a partir de la deux solutions : Donc, quand une etoile a epuise son hydrogene, elle s’effondre sous l’effet de sa propre gravite. L’etoile devient des centaines de fois plus grosse: c’est une geante rouge. Si l’etoile est plus massive que le soleil, elle devient plus grande qu’une geante ouge: c’est une supergeante. Puis la supergeante s’effondre brutalement et libere une energie phenomenale qui pulverise l’etoile: c’est une supernova. Les trous noirs sont donc la consequence de la mort des etoiles les plus massives. {draw:frame} Selon le principe de la relativite generale, tout corps deforme l’espace temps qui l’entoure. Cette deformation de l’espace-temps n’est pas perceptible pres de la Terre qui n’est pas massive. Cette deformation est deja observable pres du soleil. A proximite d’un trou noir, elle est tres marquee. Donc, les distances sont raccourcies.

Par exemple, les durees seraient allongees. Une seconde serait plus longue a cote d’un trou noir que sur Terre. Ainsi, plus on se rapproche d’un trou noir et plus le temps se ralentit. {draw:frame} Mais, dans la mesure ou toutes nos lois physiques ne peuvent s’appliquer, personne ne peut dire vraiment ce qui se passe au sein d’un trou noir. Tout objet qui entre dans l’horizon d’un trou noir s’y enfonce sans retour possible. Theoriquement, on pourrait s’approcher d’un trou noir a une certaine distance et se satelliser autour s’en s’y engloutir. Mais, l’experience n’a jamais ete tentee.

En 1997, une equipe du service d’astrophysique du CEA a reussi, pour la premiere fois, a observer les phenomenes qui se produisent a proximite d’un trou noir. Il s’agissait dans ce cas precis de matiere arrachee a une etoile voisine. L’astre baptise GRS 1915+105 etait a 40 000 annees-lumiere de la Terre. Il avait ete detecte en 1992. Dans la mesure ou des supernovas explosent en permanence au sein de la galaxie, il se creerait de nouveaux trous noirs en continu. {draw:frame} Il faut souligner que l’on peut observer ce qui se passe dans le voisinage d’un trou noir mais pas le trou noir par lui-meme.

La lumiere ne pouvant s’echapper d’un trou noir, il est invisible. Les representations qu’on peut en avoir ne sont que des vues d’artiste. {draw:frame} Representation d’un trou noir. © Terra Nova Les trous noirs auraient un symetrique dans une autre partie de l’univers. Par opposition, on les appelle des fontaines blanches ou « trous blancs ». Si un trou noir absorbe la matiere, le trou blanc la rejette. Donc, en theorie, un trou noir relie a un trou blanc creerait une porte spatio-temporelle. Ce serait donc un voyage instantane. {draw:frame} Representation d’un trou noir absorbant la matiere . * © Terra Nova Prenons le cas d’un voyage qui serait effectue par un equipage vers les espaces interstellaires a bord d’un vaisseau. Le principe a bien sur ete largement etudie avec notamment le projet Dedale elabore dans les annees 70. Tres schematiquement, disons que le concept se basait sur de nouvelles avancees en physique nucleaire, notamment sur la fusion. Si un vaisseau etait capable de se deplacer a 90% de la vitesse de la lumiere, il serait soumis a la deformation de l’espace-temps.

Par exemple, Alpha du Centaure, distante de 4,3 annees-lumiere serait atteinte en 3 ans. Le centre de la Voie Lactee, a 30 000 annees-lumiere, serait atteint en 10 ans. Mais, sur Terre, des millions d’annees se seraient ecoules. Ce type de voyage serait donc sans retour. {draw:frame} On comprend mieux pourquoi les trous noirs fascinent autant. Ils pourraient representer le seul moyen de voyager instantanement dans l’univers. Malheureusement, le champ gravitationnel exerce des effets tellement destructeurs que le passage dans un trou noir nous semble definitivement impossible.