BLACK HOLES

            PAR FABRICE BONVIN

Alors que l’existence des trous noirs est acquise, la présence d’un immense spécimen au centre de notre galaxie vient d’être confirmée.

De plus, de nombreux astronomes interprètent les trous noirs comme des portes vers d’autres univers dans lesquels le temps passerait moins vite. Un voyageur qui franchirait un trou noir surgirait d’un trou blanc. De la même manière qu’un trou noir aspire tout vers l’intérieur, un trou blanc doit tout faire jaillir vers l’extérieur ! Les voyages intergalactiques pourraient alors être envisageables !
 

L’HISTORIQUE DU TROU NOIR

Le terme «trou noir» fut inventé par le scientifique américain John Archibald Wheeler en 1969.

Dans son «Exposition du système des mondes», parue en 1798,l’Astronome Laplace fut le premier a avancer la théorie selon laquelle les étoiles les plus lumineuses seraient invisibles.

Albert Einstein, en 1916, dans la Théorie générale de la relativité, insère les trous noirs dans un cadre mathématique possible, sans qu’on puisse pourtant prouver leur existence.

En 1939, Robert Oppenheimer, le «père» de la bombe atomique et H. Snyder parviennent à démontrer que les fameux trous noirs peuvent se former au cœur de l’implosion d’une étoile.

Il faut attendre les années 60 pour que les premiers trous noirs soient aperçus dans les radiotélescopes des astronomes, qui repèrent des objets qui émettent d’énormes quantités de radiations, mais sans aucune lumière.
 

LA NAISSANCE DU TROU NOIR

Pour comprendre la naissance du trou noir, il faut se représenter la naissance d’une étoile. A l’origine, on trouve d’impressionnants nuages de gaz diffus, qui se rassemblent sous l’effet de leur propre champ de gravitation. Au centre de ce rassemblement, le gaz en turbulence devient si dense qu’il explose en plusieurs morceaux : chacun de ces morceaux deviendra une étoile. Chaque nouvelle étoile enflamme le nuage de gaz qui l’entoure, ce qui donne naissance à des nébuleuses, comme l’actuelle Nébuleuse d’Orion. Ensuite, le nuage de gaz finit par se disperser, tandis que les étoiles se séparent.

Pendant toute la durée de sa vie, l’étoile se comporte comme une véritable bombe à hydrogène : elle change son hydrogène en hélium, tandis que l’énergie dégagée fournit une lumière intense. Mais, petit à petit, l’hydrogène vient à manquer. Par contre, les cendres d’hélium abondent.

L’étoile commence à muer : son noyau se rétrécit. Les étoiles les plus lourdes ont une durée de vie plus brève : elles brûlent leur oxygène beaucoup plus vite que les autres. Elles explosent en produisant une immense supernova. Puis, le noyau central de la supernova s’effondre sur lui-même et donne une étoile de neutrons. Elle se met à tourner sur elle-même et à émettre des faisceaux d’ondes radio, c’est un pulsar.

Si le reste de l’étoile est supérieure de 4 X à la masse de notre soleil, ce n’est pas un pulsar qui se formera mais un trou noir.

La masse d’un trou noir est environ 10 fois plus grande que celle de notre soleil, soit(accrochez-vous, ça masse) de

             10'000'000'000'000'000'000'000'000'000'000 kg.
 

LE PRINCIPE DU TROU NOIR

La théorie de la relativité restreinte, présentée au monde scientifique par Albert Einstein en 1905 énonce que la vitesse de la lumière est constante, quelle que soit la vitesse de la source qui se déplace vers elle. Aussi, le temps lui-même ralentit si l’on voyage vite. Dans un vaisseau spatial lancé à grande vitesse, le temps passe moins vite que sur Terre.

Un astronaute lancé à la vitesse de la lumière reviendrait pour embrasser ses arrière-petits-enfants ! Dans un trou noir, la force de gravitation est la plus importante de l’Univers. La matière déforme l’espace-temps.
Au voisinage des grandes masses, l’espace-temps se courbe nettement.
Cette courbure influence le mouvement des masses plus petites.

Le trou noir possède une périphérie (event-horizon) qui le délimite. Lorsque vous entrez dans cette périphérie, vous êtes attiré par un point de densité infinie, la «singularité» qui se trouve au milieu du trou noir. Impossible d’y échapper. Il faudrait voyager à une vitesse supérieure à celle la lumière !

L’event-horizon possède des propriétés géométriques bien étranges : un observateur à l’abri du trou noir apercevra l’event-horizon comme statique. Par contre, quelqu’un plongé à l’intérieur, voyagera à la vitesse de la lumière !
 

DE DECOUVERTES EN DECOUVERTES…

Le 10 septembre 1995, la découverte de trois trous noirs dans autant de galaxies - annoncée par une équipe internationale d’astronomes – laisserait entendre que presque toutes les galaxies sont habitées par d’immenses trous noirs.

Le premier trou noir se trouve au centre de la galaxie NGC 3379 (également connue sous le nom de M105) et le deuxième se situe à NGC 3377. Ces deux galaxies se trouvent à 32 millions d’année-lumière dans la direction de la constellation de la Vierge.

Lors du 189ème Meeting de l’American Astronomical Society à Toronto, Canada il fut également révélé que la masse d’un trou noir est proportionnelle à la masse de la galaxie à laquelle il appartient.
 
 

CHEZ NOUS, AUSSI !

Le centre de notre galaxie est également habité par un trou noir avalant progressivement toutes les étoiles qui arrivent à sa portée. C’est la conclusion d’Andrea Ghez, astronome à l’Université de Californie, Los Angeles, dont les observations ont été présentées le 8 septembre 1998 à Tucson, Arizona lors de la Conférence internationale sur le centre galactique.

Il est très difficile de regarder dans la direction du centre galactique.
L’opacité est grande à cause des nombreux nuages de gaz présents dans le disque galactique. C’est grâce au télescope de Keck au Maunea Kea (Hawaï) qu’Andrea Ghez a finalement pu collecter des données assez précises pour démontrer l’existence d’un trou noir au centre galactique.

Depuis 1995, cette scientifique observe méticuleusement les moindres mouvement d’environ 200 étoiles qui circulent au centre de notre Voie lactée. Ses travaux ont montré que la trajectoire d’une vingtaine d’entre elles était sérieusement perturbée par une mystérieuse source exerçant d’intenses forces gravitationnelles. C’est un trou noir. Elle a pu déterminer que les étoiles de ce secteur tournaient à une vitesse allant jusqu’à 4,8 millions de km/h, soit environ dix fois celle d’une étoile classique. Et que seul un objet 2,6 millions de fois plus massif que notre propre soleil (non, il n’y a pas de fautes de frappe : 2,6 millions !) était susceptible de propulser une étoile à de telles vitesses. Et Andrea Ghez de conclure qu’un tel objet ne peut être qu’un seul et monstrueux trou noir, même s’il est par définition invisible pour l’œil d’un télescope.

Pas de panique, nous sommes éloignés de quelque 24'000 années-lumière du centre de la Voie-lactée. On a donc le temps de le voir venir, mais pas de les voir venir ! Qui ? Les Aliens, bien sûr !