Qu'est-ce qu'un trou noir ?

Qu'est-ce qu'un trou noir ?

Fascinants et incompris, les trous noirs sont des régions de l'espace dont la gravité de surface est si puissante que même la lumière ne peut s'en échapper. Sa limite est appelée l'horizon des événements et est considérée comme le point de non-retour.

Une fois que la matière aura atteint l'horizon des événements, elle sera aspirée dans la singularité du trou noir, qui, selon la théorie des scientifiques, est un point infiniment petit et dense où les lois de la physique ne s'appliquent plus. Les trous noirs ne sont pas visibles, les scientifiques ne peuvent donc discerner leur présence que par la façon dont la matière environnante est affectée.



John Michell l'a proposé en premier

qu'est-ce qu'un trou noir gremlin / Getty Images

Albert Einstein est parfois crédité à tort d'avoir découvert les trous noirs, mais c'est John Michell, un professeur de l'Université de Cambridge, qui a eu l'idée en 1783. Michell a finalement commencé à demander à quelle vitesse un projectile devrait se déplacer pour échapper à l'attraction gravitationnelle. d'une étoile de 500 fois le diamètre du Soleil. Cette idée a été reprise par Albert Einstein, qui l'a portée à un autre niveau avec sa théorie de la relativité. Plus tard, Carl Schwarzschild a utilisé la théorie de la relativité d'Einstein pour calculer que toute masse peut devenir un trou noir si elle est suffisamment comprimée.

Quand la théorie est devenue réalité

théorie trou noir GM Stock Films / Getty Images

Observés par le satellite à rayons X Uhuru en 1971, des astronomes étudiant la constellation du Cygne ont trouvé des rayons X provenant de ce qu'ils soupçonnaient être un trou noir, connu sous le nom de Cygnus X-1. Il se trouve à plus de 6 000 années-lumière de la Terre et à environ 15 fois la masse du Soleil, c'est l'un des trous noirs stellaires les plus lourds jamais découverts. Parce qu'il tourne 800 fois par seconde, la zone qui l'entoure est devenue un vortex spatio-temporel.





Types de trous noirs

types trou noir cokada / Getty Images

Les recherches suggèrent qu'il pourrait y avoir trois types de trous noirs : stellaires, supermassifs et miniatures. Lorsque des étoiles massives meurent et s'effondrent, le résultat est un trou noir stellaire. Les trous noirs stellaires ont à peu près entre 10 et 20 fois la masse du Soleil. Comparés à une étoile, les trous noirs supermassifs sont des millions à des milliards de fois plus gros que le Soleil. Ils existent au centre de nombreuses grandes galaxies et pourraient jouer un rôle dans la formation des galaxies. Les trous noirs miniatures n'ont jamais été découverts mais ont été théorisés comme faisant partie du Big Bang.

Rotation dans les trous noirs

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Mesurer le spin d'une région de l'espace sans surface solide est difficile. En raison du comportement des objets proches, les scientifiques ont appris que certains trous noirs tournent, tandis que d'autres ne le font pas. Un trou noir non tournant - connu sous le nom de trou noir de Schwarzschild - a une singularité et un horizon des événements. Les trous noirs en rotation, les trous noirs de Kerr, sont plus courants et sont formés par une étoile en rotation effondrée. Ils ont les mêmes parties que le Schwarzschild, plus une ergosphère et une limite statique.

À la découverte du Sagittaire A*

trou noir sagittaire Pobytov / Getty Images

En 1974, des scientifiques ont découvert qu'au centre de la Voie lactée, à 25 640 années-lumière de la Terre, se trouve un trou noir supermassif appelé Sagittaire A*. Sgr A* est entouré de gaz de plusieurs millions de degrés et d'une masse d'environ quatre millions de fois celle du Soleil. Les scientifiques ont confirmé que Sgr A * était vraiment là en observant une petite étoile en orbite, S2, entrer dans le puits de gravité du trou noir tous les 16 ans ainsi que ses éruptions se déplaçant à environ 30% de la vitesse de la lumière.

Accumulation

trou noir de gravité mirquurius / Getty Images

Lorsqu'un objet tombe vers un trou noir, des débris de gaz, de plasma ou de poussière se forment. Le flux qu'ils créent s'appelle un disque d'accrétion. Par attraction gravitationnelle les uns envers les autres, ils forment de nombreux objets, notamment des planètes, des étoiles et des trous noirs. Lorsque le gaz s'enroule à grande vitesse dans des trous noirs supermassifs, des jets de particules d'énergie jaillissent du centre. On pense que l'accrétion a un rôle dans ce processus car c'est une source d'énergie plus efficace.

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Observer un effondrement direct

effondrer le trou noir Petrovitch9 / Getty Images

En 2009, le télescope spatial Hubble a observé l'étoile de 25 masses solaires N6946-BH1 brûler plus d'un million de fois plus brillante que la normale en quelques mois. On s'attendait à ce qu'il devienne une supernova. Au lieu de cela, il a implosé et a formé un trou noir. Un effondrement direct se produit lorsqu'une étoile succombe à sa propre attraction gravitationnelle lorsqu'elle meurt et s'effondre sur elle-même pour former un trou noir. Les scientifiques estiment qu'entre 10 et 30 pour cent des étoiles massives échouent ainsi.



NCG 4889

trou noir de masse Just_Super / Getty Images

La NASA déclare que les trous noirs supermassifs ont des masses supérieures à un million d'énergie solaire. Cependant, le trou noir de la galaxie NGC 4889 a un diamètre d'environ 130 milliards de kilomètres. Il est en sommeil depuis des milliards d'années, permettant aux étoiles de se former et d'orbiter paisiblement. Mais s'il devait entrer en collision avec une autre galaxie, il pourrait se réactiver. Heureusement, ce trou noir supermassif se trouve à 300 millions d'années-lumière et ne constitue pas une menace pour la Voie lactée ou les galaxies d'Andromède.

Fusion des trous noirs

fusion du trou noir Pitris / Getty Images

En 2011, des chercheurs ont en fait détecté un cas de fusion de trous noirs dans NGC 3393. Il semblait que le trou noir au cœur de la galaxie était en train d'être dévoré par un plus grand avec seulement 490 années-lumière entre eux. Lorsque les trous noirs fusionnent, il peut s'agir d'un phénomène violent où des objets et de la matière sont arrachés ou même éjectés. Cependant, avec des fusions mineures comme celle-ci, cela s'est avéré être un événement relativement pacifique.

Le phénomène du trou blanc

trou noir scyther5 / Getty Images

Les trous noirs sont si puissants que rien n'échappe à son horizon des événements à moins d'aller plus vite que la vitesse de la lumière. Mais qu'en est-il d'une région de l'espace où rien ne peut entrer dans un horizon événementiel ? Les trous blancs sont l'opposé théorique des trous noirs. En 2014, les physiciens théoriciens Carlo Rovelli et Francesca Vidotto ont suggéré que les trous noirs morts qui ne pourraient plus rétrécir davantage mourraient et deviendraient des trous blancs. Des questions sont toujours en cours de formation et de réponses sur leur existence potentielle et sur ce qui se passerait s'ils rencontraient des trous noirs.