Trous noirs La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

by Pepe ©   Accueil  Arborescence  Page précédente

© Télescope Chandra

La petite histoire  Up Page Vus par les cosmologues Bien que, par définition, aucun d'eux ne soient visibles, on soupçonne que leur nombre, simplement dans notre galaxie, dépasse les centaines de millions (soit probablement des milliards de milliards pour l'univers entier). Il existerait par ailleurs, au centre de notre galaxie (comme sans doute de toutes les galaxies) un trou noir gigantesque représentant plusieurs millions de masses solaires.   Vus par les physiciens Pour les physiciens, nous indique Lee Smolin, ils auront un autre intérêt, se comporter comme des microscopes d'un très grand pouvoir de résolution permettant de voir ce qui se passe aux échelles de Planck. Un microscope ordinaire ne permet pas de voir les objets plus petits que la longueur d'onde de la lumière utilisée. Mais les événements survenant à la limite de l'horizon d'un trou noir (avant d'être absorbés par lui et disparaître dans ses "parties cachées") sont agrandis du fait que la lumière qui nous en parvient voit sa longueur d'onde étirée par la proximité du trou noir.

Comprendre simplement  Up Page Comprendre simplement Les corps massifs déforment l'espace-temps ; et plus un corps est massif, plus il le déforme. Prenons une image couramment employée : supposons qu'on tende un drap, et qu'on pose dessus une boule de pétanque. Cette boule va déformer, creuser le drap autour d'elle.   C'est grâce à ces déformations de l'espace-temps que les corps massifs s'attirent. Imaginons maintenant une seconde boule moins massive (cochonnet par exemple) qui se déplace en direction de la première masse.   Si sa vitesse n'est pas suffisante, le cochonnet va se déplacer "en orbite" autour de la boule de pétanque. Si maintentant la cochonnet possède une vitesse suffisante, celui-ci va subir une déviation, mais continuera sa route.   Toutefois, si nous imaginons le cas d'une boule de plomb extrêmement lourde, et une bille de polystyrène, même en la lançant très fort, on ne pourrait pas l'empêcher de tomber dans le trou. C'est le principe d'un trou noir.

Domaines de présence  Up Page Lois cosmologiques Deux lois "simples" nous sont présentées, suite aux travaux de jeunes physiciens disciples de Wheeler, considéré comme l'inventeur du concept de trou noir: celle de Unruh "des observateurs en accélération constatent qu'ils sont entourés d'un nuage de photons chauds dont la température est proportionnelle à l'accélération" et celle de Bekenstein "à chaque horizon qui sépare un observateur d'une région qui lui demeure cachée, on peut associer une entropie qui mesure la quantité d'information cachée derrière l'horizon. Cette entropie est toujours proportionnelle à la surface de l'horizon". Ceci est intéressant dans la mesure où les trous noirs sont présentés comme des puits d'information, dont on pourra se demander ce qu'elle devient, une fois de l'autre côté de l'horizon du trou noir.   Rayonnement infrarouge Alors qu'ils observaient le centre de notre galaxie, une équipe d'astrophysiciens avait surpris, en mai 2003, de violentes bouffées de lumière infrarouge au voisinage du trou noir géant qui l'occupe. Selon l'analyse que viennent d'achever des scientifiques allemands et français, dirigés par Reinhard Genzel, de l'institut Max Planck de Garching, il s'agirait des derniers signaux envoyés par un nuage de gaz. En effet, en théorie, toute matière attirée par un trou noir accélère, s 'échauffe et, ce faisant, émet un rayonnement infrarouge. Cette observation, historique, est donc la toute première confirmation de ce processus. "L'ère de l'observation de la physique des trous noirs a commencé !", s'enthousiasme Reinhard Genzel. D'après les données recueillies grâce à l'optique "adaptive" de conception française du VLT, le grand télescope européen installé au Chili, le nuage de matière repéré se trouvait à seulement 75 secondes-lumière du monstre galactique, c'est-à-dire au bord de l'horizon du trou noir, la fameuse limite au-delà de laquelle plus rien ne peut échapper à son emprise. Les signaux infrarouges présentaient une périodicité de dix-sept minutes environ, ce qui devrait correspondre à peu près à la période d'un tour du trou noir sur lui-même. Si cette hypothèse était vérifiée, alors les astrophysiciens auront mesuré pour la première fois cette rotation.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page Monde futur

Les références  Up Page Réseau Pepe @ Flash Automates Intelligents Ecole Normale Supérieure de Lyon Science & Vie janvier 2004 n°1036   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les "trois pôles d'intérêts", en psychologie)_ c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

Mais encore …  Up Page Nouvelle théorie Les trous noirs, ces objets les plus massifs de l'Univers, ne sont pas des puits sans fond, des objets dont ne sort aucune information, a reconnu l'astrophysicien anglais Stephen Hawking, lors une conférence internationale à Dublin en septembre 2004. Les trous noirs sont constitués d'un centre extrêmement massif qui attire tous les objets de son entourage. Tout corps qui pénètre à l'intérieur d'un certain lieu entourant le trou noir, son "horizon", ne peut échapper à son attraction. Cet horizon est le "dernier" lieu d'où la lumière peut nous parvenir. En lui-même, le trou noir même est totalement invisible. Dans les années 1970, toutefois, Stephen Hawking avait montré qu'il était théoriquement possible de capter du rayonnement provenant des trous noirs. Depuis 30 ans, Hawking fondait son raisonnement sur les fluctuations du vide quantique et le principe d'incertitude d'Heisenberg appliqué à l'énergie et au temps, principe qui autorise la violation de la conservation de l'énergie pendant un court instant. Ainsi, une paire de particules peut apparaître à partir du vide, à condition qu'elle s'annihile peu après. Si ce phénomène se produit près de l'horizon d'un trou noir, une des deux particules peut pénétrer l'horizon sans l'autre. La première va alors être absorbée, l'autre non. La paire de particules ne s'annihilera donc pas. La particule résultante continuera son trajet et pourra être captée : c'est ce qui est appelé le "rayonnement d'Hawking". Cependant, ce phénomène reste très faible et ne permet pas de détecter un trou noir de manière sûre. En fait, ce rayonnement "semblait désordonné, sans caractéristique particulière, a expliqué Stephen Hawking avant de dévoiler ses nouveaux calculs, devant les spécialistes mondiaux de la relativité générale et de la gravitation, à Dublin. On pensait qu'à partir du moment où quelque chose tombe dans un trou noir, toute information est perdue". En réalité, a ajouté Stephen Hawking, il semble que les informations sortent bien des trous noirs et que les événements relatifs à leur horizon "n'aient jamais lieu qu'en apparence".   Des trous noirs aussi massifs que précoces Un milliard d’années seulement après le Big Bang, des trous noirs massifs s’étaient déjà formés dans l’univers. Si les astrophysiciens supposaient que ces géants étaient apparus assez tôt dans l’histoire de l’univers, l’observation de deux trous noirs situés à plus de 12 milliards d’années lumière repousse encore la limite chronologique. L’équipe de Daniel Schwartz (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) a détecté grâce à l’observatoire spatial Chandra de la NASA un trou noir dont la masse équivaudrait à un milliard de fois celle du Soleil, éloigné de 12,7 milliards d’années lumière -ce qui signifie que sa lumière a mis tout ce temps pour parvenir jusqu’au voisinage de la Terre. L’âge de l’univers étant estimé entre 13 et 14 milliards d’années, ce trou noir nommé SDSSp J1306 aurait existé environ un milliard d’années après la naissance de l’univers. Ces résultats, publiés en novembre dans l’Astrophysical Journal, suivent de peu ceux d’une autre équipe publiés en août dans la même revue. Duncan Farrah et ses collègues ont détecté un trou noir situé à 12,8 milliards d’années lumière. Ces chercheurs ont étudié SDSSp J1030 grâce à un autre télescope détectant les rayons X, XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne. Ces télescopes n’observent pas le trou noir en lui-même, par nature invisible puisqu’il absorbe tout, même la lumière. En revanche, via les rayons X, ils repèrent la chaleur dégagée par des gaz fatalement attirés par la gueule du glouton. Ces gaz forment un disque qui tourne autour du trou noir et dans la partie interne de ce disque les températures peuvent atteindre des milliards de degrés. Comment de tels trous noirs ont-ils pu se former si tôt dans l’univers ? Aucun modèle ne permet aujourd’hui de l’expliquer de façon certaine.