10 Faits Intéressants Sur Les Trous Noirs
Dernière mise à jour: Le 17 Mai 2023
Il se peut que vous imaginiez les trous noirs comme d’immenses monstres en croissance constante, prêts à dévorer l’univers. En réalité, les trous noirs ne s’étendent pas à l’infini. Ils émettent sans cesse des radiations, ce qui entraîne leur évaporation. Cette mystérieuse radiation porte le nom de son découvreur, Stephen Hawking, et est donc connue sous le nom de rayonnement de Hawking.
Plus un trou noir est colossal, plus il mettra de temps à s’évaporer. Cela dit, même si les trous noirs plus petits s’évaporent plus rapidement, leur évaporation est un processus si long qu’il est impossible à observer au cours d’une seule vie humaine. Cela ne signifie pas pour autant que les trous noirs ne peuvent pas atteindre des dimensions astronomiques. En fait, certains dépassent même la taille de notre système solaire tout entier. Et ce n’est pas tout ! Voici dix autres curiosités fascinantes sur les trous noirs !
Les trous noirs sont parmi les phénomènes les plus puissants que nous connaissions dans l’univers.
1. En théorie, tout peut devenir un trou noir
Selon notre compréhension actuelle de la physique, n’importe quoi pourrait devenir un trou noir. Si l’on pouvait comprimer suffisamment un objet, toute cette matière condensée deviendrait incroyablement dense, et voilà, un trou noir serait créé.
Dans la pratique, nous savons que les trous noirs naissent lorsque des étoiles, environ 20 à 30 fois plus massives que notre soleil, subissent un effondrement gravitationnel. D’après l’Institut des Sciences du Télescope Spatial, seulement une étoile sur mille a suffisamment de masse pour devenir un trou noir.
Les trous noirs sont monnaie courante dans l'univers
Rien que l’idée qu’un trou noir puisse exister est assez terrifiante et mystérieuse. Pourtant, cette pensée devient encore plus effrayante lorsque l’on réalise que des milliards de trous noirs peuplent notre univers.
Selon les estimations de la NASA, notre galaxie, la Voie Lactée, pourrait abriter entre 10 millions et un milliard de trous noirs stellaires. Et ce n’est que notre galaxie, qui n’est qu’une parmi plus de 100 milliards d’autres dans l’univers.
3. Ce n'est pas Albert Einstein qui a découvert les trous noirs
Contrairement à une idée largement répandue, ce n’est pas Albert Einstein qui a découvert l’existence des trous noirs. Sa théorie de la relativité générale prévoit bien leur existence. Cependant, c’est le scientifique Karl Schwarzchild qui a utilisé les théories et les équations d’Einstein pour prouver l’existence des trous noirs.
Schwarzchild a réalisé cet exploit en 1915, la même année que la publication de la théorie de la relativité. En astrophysique, un rayon de Schwarzchild est une mesure de la taille à laquelle un objet doit être comprimé pour créer un trou noir.
Cependant, même avant les observations d’Einstein et de Schwarzchild, d’autres scientifiques avaient évoqué l’existence des trous noirs. Un exemple est le polymathe britannique John Michell qui avait prédit l’existence d' »étoiles sombres » possédant une grande masse et étant si comprimées que même la lumière ne pouvait échapper à leur attraction gravitationnelle. Le nom officiel de ces étoiles sombres, aujourd’hui connues sous le nom de trous noirs, a été attribué en 1967.
4. Les trous noirs pourraient avoir un opposé
Beaucoup théorisent que les trous blancs existent également mais ont une fonctionnalité inverse. Les trous blancs, au lieu d’aspirer la matière comme les trous noirs, la rejettent dans l’univers. Si vous pouvez entrer dans un trou noir, alors vous ne pouvez certainement pas entrer dans un trou blanc.
Si l’existence des trous blancs est prouvée, et beaucoup pensent qu’ils existent, les trous noirs en général deviennent encore plus intéressants. Qui est le premier dans cette bataille cosmologique ? Les trous noirs aspirent-ils la matière pour la rejeter ailleurs ? Ou bien les trous blancs étaient-ils les premiers et les trous noirs ont-ils été créés en réaction ?
5. Les trous noirs sont plus efficaces pour la production d'énergie que les étoiles ordinaires
5. Les trous noirs sont plus efficaces pour la production d’énergie que les étoiles ordinaires
Les étoiles, telles que notre soleil, créent d’énormes quantités d’énergie grâce à la fusion nucléaire. La fusion nucléaire convertit environ 0,7 % de la masse en énergie lorsque de petits noyaux atomiques se combinent pour former un noyau plus lourd.
Cependant, les trous noirs sont 9,3 % plus efficaces que les étoiles lorsqu’il s’agit de produire de l’énergie, et ce en raison du disque de matière qui orbite autour d’eux. La matière la plus proche de la frange de l’horizon des événements, sur le bord intérieur, orbite à des vitesses plus élevées que la matière située sur le bord extérieur du disque.
En effet, l’horizon des événements d’un trou noir exerce une attraction gravitationnelle plus importante à mesure que l’on s’en rapproche. Étant donné que la matière est en orbite et se déplace rapidement, les matériaux s’échauffent à des milliards de degrés. Ce processus permet de convertir la masse de la matière ainsi chauffée en énergie. Ce processus est connu sous le nom de rayonnement du corps noir.
6. Tomber dans une trou noir n'est pas bon pour la santé
Avez-vous déjà entendu parler de la spaghettification ? Ce phénomène pourrait vous arriver dans le cas où vous tomberiez dans un trou noir. Bien que le nom soit amusant, la façon dont cela se produit est terrifiante, et ce en raison du fonctionnement de la gravité.
Un exemple : vos pieds sont plus proches du centre de la terre que le haut de votre corps, et sont donc soumis à une attraction gravitationelle plus importante. Ainsi, à proximité d’un trou noir, vos pieds seront les premiers à être étirés par l’attraction de la gravité qui vous aspire. Comme elle est plus éloignée du centre du trou noir, la partie supérieure de votre corps sera également aspirée, mais à une vitesse plus lente, ce qui entraînera un étirement de vos molécules sous la forme d’un long fil de spaghetti.
Tomber dans un trou noir serait probablement la façon la plus étrange de mourir. Où iront vos atomes ?
7. Les trous noirs peuvent se fusionner et croître
De manière générale, les galaxies ont tendance à fusionner et à prendre de l’ampleur de façon naturelle. Lorsque cela se produit, les trous noirs font de même. Nombreux sont ceux qui pensent que les trous noirs supermassifs sont le résultat de ces rencontres.
À l’heure actuelle, la galaxie d’Andromède est sur une trajectoire de collision avec notre galaxie, la Voie lactée. Lorsque les deux galaxies fusionneront, dans environ 4,5 milliards d’années, les trous noirs supermassifs situés en leur centre fusionneront et formeront un trou noir encore plus gigantesque.
8. La plupart des galaxies ont un trou noir supermassif en leur centre.
Notre Voie lactée possède en son centre un trou noir supermassif appelé Saggitarius A*. Il se trouve à environ 5 000 années-lumière de nous. L’une des galaxies les plus proches de la nôtre est Andromède, et celle-ci possède également un trou noir supermassif en son centre, dont la masse est environ 100 000 fois supérieure à celle de notre soleil.
La plupart des galaxies analysées par les scientifiques présentent souvent le même scénario.
9. À proximité des trous noirs, le temps ralentit
L’un des aspects les plus étonnants des trous noirs est leur effet sur le temps. Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, le temps ralentit au voisinage d’un trou noir. Cet effet est connu sous le nom de « dilatation gravitationnelle du temps« .
Selon la règle générale de la théorie de la relativité, plus vous vous déplacez rapidement, plus le temps s’écoule lentement. Si vous atteigniez l’horizon des événements d’un trou noir, la forte attraction gravitationnelle vous ferait bouger si vite qu’elle ralentirait ainsi le temps.
Pour une personne située à l’extérieur du trou noir, vous auriez l’impression que le temps s’est arrêté. Mais de votre point de vue, vous pourriez vous retourner et voir le monde extérieur se déplacer à grande vitesse… durant la dernière seconde qu’il vous reste avant que toute la lumière ne disparaisse.
10. Les trous noirs ont trois couches différentes
Si nous pouvions disséquer un trou noir, nous verrions que ce dernier se compose de trois couches : la couche externe, la couche interne et la singularité. La couche extérieure est appelée horizon des événements extérieur, c’est-à-dire la limite autour de l’embouchure du trou noir.
À proximité de cette région, l’attraction gravitationnelle n’est pas si forte et les objets orbitant le trou noir peuvent encore s’en échapper. La couche intérieure, qui se trouve au milieu, est dénommée horizon interne des événements. L’attraction gravitationnelle y est si forte que même la lumière ne peut s’en échapper.
Lorsqu’un objet atteint cette couche, il entame sa chute inévitable vers le centre du trou noir: la singularité. Une fois qu’un objet traverse cette zone de non retour, nous ne savons pas à ce jour ce que devient la matière.
Conclusion
Les trous noirs figurent parmi les objets les plus mystérieux et les plus impressionnants de notre univers. Ils défient notre compréhension de la physique et ont des effets incroyables sur le temps et l’espace.
Il est possible que nous ne les comprenions jamais complètement, mais cela ne les rend pas moins fascinants. Il y a peu, des scientifiques ont réussi à prendre la toute première image d’un trou noir. Il est difficile de prédire les nouvelles découvertes qui nous attendent à l’avenir.
En attendant, il existe de nombreuses simulations et modèles qui peuvent nous aider à visualiser le fonctionnement et la nature des trous noirs.
La simulation VR 360 ci-dessous vous permet de découvrir ce que serait la chute dans un trou noir. N’oubliez pas de préparer votre casque VR si vous en avez un ! C’est une expérience à couper le souffle !
Si vous souhaitez en savoir plus, il existe de nombreuses ressources intéressantes : livres, podcasts, documentaires sur l’espace, etc. Alors, continuez à apprendre, continuez à explorer et quoi que vous fassiez, ne vous laissez pas aspirer par un trou noir !
Rédigé par Hrenciuc Daniel
Bonjour, je m’appelle Daniel et je suis un passionné de l’espace. J’aime tout ce qui touche à l’espace et au SCFI, et bien que j’aime Star Wars et Star Trek, je suis convaincu que nous trouverons quelque chose d’entièrement différent dans l’espace. Rédacteur en astronomie, je suis passionné par l’histoire et la mythologie. Chaque étoile a son récit. Permettez-moi de vous raconter leur histoire !
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