En astronomie, un trou noir est un objet intensément dense (compact), exerçant une attraction (gravité) si forte qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper : aucune lumière n’est émise du trou noir, c’est pourquoi il est noir ! Il fallait y penser… Pour ce qui est de sa formation, il existe malheureusement de nombreuses théories différentes sur la formation des trous noirs. Conséquence directe : difficile de me prononcer de manière catégorique !
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En fait, il y a probablement plusieurs situations où un trou noir peut se former. Ce qui est sûr c’est qu’il est le résultat d’une concentration très forte de matières dans un volume assez réduit. Par exemple, l’effondrement d’une étoile massive qui a explosé en supernova. Mais non… « Supernova » n’est pas (seulement) le nom d’un nouveau super-héros (voir l’illustration ci-contre ) ! Une supernova (ou nova) est une étoile qui semble apparaître subitement dans le ciel, comme si c’était une nouvelle étoile (stella nova en latin, son pluriel est donc novæ). Les apparitions de novæ correspondent à des explosions d’étoile. On parle de nova si c’est une explosion d’une petite étoile, et de supernova si c’est une explosion de grande étoile.
Bon, mais là, on s’éloigne un peu…
Par définition, on ne peut pas voir un trou noir, puisqu’il n’émet aucune lumière. De plus, sa taille est relativement faible par rapport à sa masse. Les astronomes repèrent un trou noir en observant les perturbations de la lumière qui passe à sa proximité. La lumière est déviée, sa couleur varie (on appelle cela un décalage vers le rouge).
L’animation ci-contre montre ce que pourrait donner l’observation d’une galaxie lointaine au passage d’un trou noir entre l’observateur et la galaxie (cela donne l’impression d’un effet de lentille).
Lorsqu’un trou noir passe à proximité d’un objet, il attire celui-ci. La matière qui compose l’objet peut s’écraser à la surface du trou noir et être « engloutie ».
Et la relativité dans tout çà, y’a un rapport ?
Oui, bien sûr… Prenons l’image d’un tissu élastique comme représentation de l’espace en relativité. Le trou noir correspond alors à une bille si lourde qu’elle s’enfonce profondément dans le tissu jusqu’à disparaître. La bille est désormais invisible et uniquement détectable par la présence d’un trou dans le tissu élastique.
De la même façon, il est impossible de voir un trou noir, mais on peut le deviner par la présence d’une importante distorsion de l’espace et du temps dans son voisinage. C’est du moins comme cela que mon ami André, très informé en la matière, me l’a (bien) expliqué !
Je lui dédicace donc modestement cet article…
Petite question… En fait, dans la galaxie, tout est noir. C’est vrai, la galaxie est noire et remplie d’astres. Donc, on peut confondre tout ça avec un trou noir, non ? La galaxie n’est-elle pas déjà dans un trou noir ? Existe t-il un moyen pour regarder dans un trou noir ? Pourquoi de profil est t-il presque plat alors qu’il a un fond énorme ?
Et non, tout n’est pas noir dans la galaxie, car tu oublies que les étoiles sont d’énormes boules de feu qui émettent une lumière plus ou moins intense. Se réfléchissant sur les différents astres, elle donne quelques repères « éclairés » dans ce vaste espace. Enfin, il n’existe pas, à ce jour, de véritable moyen pour regarder dans un trou noir.
Quelques petites précisions… En fait, personne ne sait ce que l’on devient lorsqu’on entre dans un trou noir, puisqu’il est, en fait, impossible d’en ressortir ! Aussi, les scientifiques peuvent déterminer ou se trouvent les trous noirs en regardant l’accélération des particules, des gaz et des étoiles autour de celui-ci.
Précisions judicieuses, merci. J’ajoute que si le trou noir est seul, errant dans l’espace sans rien à proximité, il est très difficile à détecter, voir impossible selon toute logique. En fait, on peut tout de même détecter la présence de certains d’entre eux grâce à leur masse qui dévie la lumière des étoiles qui passent derrière eux. Mais bon, là… On commence à entrer dans la complexité ! Pour ceux qui veulent tout de même en savoir plus sur cette preuve de l’existence des trous noirs, je leur conseille l’excellent site (un peu scientifique) de Rumiano sur l’Univers et sa construction
J’ai lu quelque chose qui disait que les trous noirs étaient en fait une sorte d’accès vers d’autres univers pouvant êtres très différents du notre. Par exemple, plus 3 mais 30 dimensions (!), des lois de gravitation qui nous sont totalement inconnues, etc… Est-ce qu’il s’agit d’une simple théorie farfelue – qui serait alors le fait d’un auteur de science fiction bien inspiré – ou alors cette affirmation serait-elle confirmée par des données scientifiques ?
Autant être clair tout de suite, si mondes parallèles il y a, ce ne sont, pour le moment, que des hypothèses de travail, relevant davantage de la science fiction. Il serait d’ailleurs plus correct de parler « d’univers divergents » et là encore, cela reste dans le domaine du probable, mais rien de prouvé… Ceci dit, un numéro de Sciences & Vie de juillet 2005 évoquait l’étrange hypothèse du « chas de l’aiguille » par lequel une partie d’un autre univers aurait réussi à s’infiltrer dans le nôtre. En ce sens, pourquoi notre Univers ne pourrait-il pas déboucher ailleurs lui aussi, vers d’autres univers ? Mais là, c’est une autre histoire…