{"id":1142,"date":"2015-05-21T15:38:31","date_gmt":"2015-05-21T14:38:31","guid":{"rendered":"http:\/\/www.orionpx.fr\/project\/blog\/?p=1142"},"modified":"2015-08-27T10:47:40","modified_gmt":"2015-08-27T09:47:40","slug":"les-trous-noirs-au-dela-de-notre-perception-partie-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.orionpx.fr\/project\/blog\/les-trous-noirs-au-dela-de-notre-perception-partie-1\/","title":{"rendered":"Les trous noirs : Au del\u00e0 de notre perception (Partie 1)"},"content":{"rendered":"
\"Repr\u00e9sentation<\/a>

Repr\u00e9sentation virtuelle d’un trou noir.
(Extrait du film Interstellar<\/a>)<\/i><\/p><\/div>\n

Il est des myst\u00e8res que m\u00eame la science moderne peine \u00e0 \u00e9lucider. Pourtant, elle pr\u00e9dit avec une grande exactitude l’existence de l’un d’entre eux. Sa forme, ses param\u00e8tres, sa localisation, son environnement… Mais elle est incapable de pr\u00e9dire ce qu’il se passe \u00e0 l’int\u00e9rieur.<\/p>\n

L’int\u00e9rieur d’un trou noir est un myst\u00e8re, et ne fait l’objet que d’hypoth\u00e8ses, de conjectures, et de suppositions.<\/p>\n

Nous savons beaucoup de choses sur ces objets, mais d\u00e8s le moment o\u00f9 l’on franchi son horizon… C’est le noir complet.<\/p>\n

Pour aborder ce th\u00e8me typique des \u0153uvres de science-fiction, il convient de bien comprendre sa nature et les impacts de sa pr\u00e9sence sur notre r\u00e9alit\u00e9.<\/p>\n

Je vous propose d’en apprendre plus avec cet article en 2 parties sur ce que sont vraiment ces objets, et sur leurs incroyables effets.<\/p>\n

<\/p>\n

D’abord quelques notions relativistes<\/h1>\n

La fameuse \u00e9quation d’Einstein<\/h2>\n

Tout le monde la connait, elle est souvent associ\u00e9e \u00e0 l’invention de la bombe atomique et \u00e0 la fameuse photographie d’Einstein tirant la langue \u00e0 un photographe<\/a>. Mais tout le monde ne connait pas forc\u00e9ment sa r\u00e9elle signification qui est pourtant tr\u00e8s simple et qui pourrait \u00eatre r\u00e9sum\u00e9e \u00e0:<\/p>\n

Toute mati\u00e8re, m\u00eame inerte, contient une \u00e9nergie consid\u00e9rable.<\/em><\/p>\n

\"E=mc^2\"<\/p>\n

\"Explosion<\/a>

Explosion de la bombe Little Boy<\/i> au dessus de la ville d’Hiroshima<\/p><\/div>\n

Dans cette formule issue de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte<\/a>, E<\/span><\/strong> repr\u00e9sente l’\u00e9nergie exprim\u00e9e en joules, m<\/span><\/strong> repr\u00e9sente la masse exprim\u00e9e en kilogrammes, et c<\/span><\/strong> est une constante qui repr\u00e9sente la vitesse de la lumi\u00e8re dans le vide en m\u00e8tres par seconde (soit 299\u00a0792\u00a0458 m\/s qui \u00e9quivaut \u00e0 environ 300 000 km\/s).<\/p>\n

Ce qui doit sauter aux yeux en voyant cette formule, c’est l’ordre de grandeur de E<\/strong><\/span> \u00e9tant donn\u00e9 l’importance du facteur c <\/strong><\/span>qui est port\u00e9 au carr\u00e9 de sa valeur.<\/p>\n

Faisons alors un test rapide et calculons la valeur de l’\u00e9nergie contenue dans un objet d’un kilogramme. Nous reprenons donc la formule et rempla\u00e7ons m<\/strong><\/span> par 1<\/span> et c<\/strong><\/span> par 299 792 458<\/span>.<\/p>\n

\"E=1*299792458^2\"<\/p>\n

\"E=89875517873681764\"<\/p>\n

Cela veut dire que si l’on convertissait 1 kg de mati\u00e8re, on obtiendrait une \u00e9nergie de 89 875 518 milliards de joules !<\/p>\n

Pour vous donner une id\u00e9e de ce que cela repr\u00e9sente, sachez que la bombe qui a d\u00e9truit Hiroshima \u00e0 d\u00e9gag\u00e9e environ 63 000 milliards de joules. Ce qui revient \u00e0 dire qu’un kilogramme de mati\u00e8re contient plus de 1 400 fois l’\u00e9nergie produite par le bombardement d’Hiroshima. C’est beaucoup…<\/p>\n

La notion d’espace-temps<\/h2>\n

Cette repr\u00e9sentation permet de visualiser la relation entre espace et temps, qui est l’une des bases pour la compr\u00e9hension de ce qui va suivre. La th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale<\/a> d’Albert Einstein \u00e9tabli que la gravit\u00e9 est une force qui est directement li\u00e9e \u00e0 la pr\u00e9sence d’\u00e9nergie et donc de mati\u00e8re, comme nous l’avons vu pr\u00e9c\u00e9demment.<\/p>\n

Dans ce monde relativiste, l’espace et le temps, mais aussi l’\u00e9nergie et la gravit\u00e9 sont li\u00e9s entre-eux et une action sur l’un provoquera un effet sur les autres. Afin de globaliser cette notion on appelle donc \u00ab\u00a0espace-temps\u00a0\u00bb<\/strong> cet objet constitu\u00e9 de l’espace (tridimensionnel) et du temps.<\/p>\n

Il est malheureusement impossible pour nos cerveaux de se repr\u00e9senter un monde en 4 dimensions (trois d’espace et une de temps). Il faut pour cela utiliser une repr\u00e9sentation tridimensionnelle de ces effets.<\/p>\n

\"D\u00e9formation<\/a>

D\u00e9formation de l’espace temps et gravit\u00e9.
(Cr\u00e9dits: Clear Science)<\/i><\/p><\/div>\n

Sur cette animation on peut voir que la sph\u00e8re la plus grosse (au centre) applique une courbure au tissu quadrill\u00e9. Ce tissu repr\u00e9sente l’espace-temps. On comprends donc que, selon ce sch\u00e9ma, la courbure du tissu impacte autant l’espace que le temps qui s’y \u00e9coule. Pourquoi cette sph\u00e8re \u00ab\u00a0p\u00e8se\u00a0\u00bb t-elle sur l’espace-temps ? Parce-qu’elle contient de l’\u00e9nergie, elle-m\u00eame contenue dans la mati\u00e8re qui la constitue. Plus la masse de cette sph\u00e8re sera importante, plus la courbure qu’elle appliquera \u00e0 l’espace-temps sera prononc\u00e9e.<\/p>\n

Dans le cas d’objets tr\u00e8s massifs, comme notre Soleil, la courbure est si importante qu’elle va influencer des corps se situant \u00e0 des milliards de kilom\u00e8tres de distance. C’est ce que repr\u00e9sente la petite sph\u00e8re grise.<\/p>\n

\"D\u00e9formation<\/a>

D\u00e9formation de l’espace-temps par une masse.
(Cr\u00e9dits: Chris Bon<\/a>)<\/i><\/p><\/div>\n

Cette derni\u00e8re roule \u00e0 une certaine vitesse sur le tissu de l’espace-temps, mais sa trajectoire est influenc\u00e9e par la courbure provoqu\u00e9e par la grosse sph\u00e8re. Si sa vitesse est suffisante, elle ne tombera pas au fond mais tournera ind\u00e9finiment autour de la sph\u00e8re blanche. Si sa vitesse est insuffisante, les cercles qu’elle va d\u00e9crire vont se r\u00e9tr\u00e9cir au fur et \u00e0 mesure et elle finira par tomber en spirale vers le fond du creux. Si, dans un dernier cas, sa vitesse est trop importante alors la sph\u00e8re aura assez d’\u00e9nergie pour remonter la pente et s’\u00e9chapper du creux form\u00e9 par l’\u00e9toile. C’est ici la manifestation de ce que l’on appelle la gravit\u00e9<\/strong>. Le creux form\u00e9 par une masse dans le tissu de l’espace-temps est la gravit\u00e9<\/strong>.<\/p>\n

Bien sur, il s’agit seulement d’un mod\u00e8le. Le monde ne nous apparait pas de cette fa\u00e7on, si l’on tentait de cr\u00e9er une repr\u00e9sentation qui colle un peu plus avec notre vision du monde, nous pourrions utiliser la vue ci-contre.<\/p>\n

Dilatation du temps<\/h2>\n
\"Kip<\/a>

Kip Thorne<\/p><\/div>\n

Si ce sujet vous int\u00e9resse, vous trouverez dans ma biblioth\u00e8que<\/a> une r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 un ouvrage de Kip Thorne qui traite principalement de ce sujet.<\/p>\n

La relativit\u00e9 restreinte a apport\u00e9 deux choses fondamentales en physique moderne. D’une part, la vitesse de la lumi\u00e8re est constante<\/strong>. Quel que soit le r\u00e9f\u00e9rentiel et quelle que soit la vitesse de l’\u00e9metteur. D’autre part, le temps n’est pas absolu<\/strong> !<\/p>\n

C’est ce que l’on appelle l’effet de dilatation du temps, au sujet duquel la th\u00e9orie nous dit que pour tout objet en mouvement dans un r\u00e9f\u00e9rentiel, le temps s’\u00e9coulera moins vite que pour un objet immobile. Il est possible de d\u00e9crire cet effet avec l’exemple des horloges, ou encore le paradoxe des jumeaux<\/a>.<\/p>\n

Si l’on place deux observateurs A et B chacun dans une navette \u00e9quip\u00e9e d’une grande horloge sur le fuselage et que l’on fait passer la navette B tr\u00e8s rapidement devant la navette A, qui est immobile, que se passerait-il ? L’observateur A verrait que l’horloge de la navette B tourne moins rapidement que la sienne. Car B est en mouvement rapide par rapport \u00e0 A.<\/p>\n

\"Illustration<\/a>

Illustration de la dilatation du temps selon la relativit\u00e9 restreinte.
(Cr\u00e9dits: C.P. Rigel)<\/i><\/p><\/div>\n

Mais il n’y a pas que la vitesse de d\u00e9placement qui peut influencer le cours du temps. Nous avons vu qu’une masse importante pouvait d\u00e9former le tissu de l’espace-temps et donc d\u00e9former le temps, ce ph\u00e9nom\u00e8ne issu de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte s’\u00e9tend donc \u00e0 la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale.<\/p>\n

Pour les sceptiques, cette d\u00e9formation est bien r\u00e9elle et a d’ores et d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9e par l\u2019exp\u00e9rience<\/a>. Eh oui ! C’est difficile \u00e0 imaginer mais pourtant le temps n’est pas absolu, il peut s’\u00e9couler diff\u00e9remment en fonction de l’endroit o\u00f9 l’on se trouve. Plus un sujet va se trouver proche d’une masse importante, et plus le temps s’\u00e9coulera lentement pour lui. La courbure de l’espace-temps modifiera la fa\u00e7on dont s’\u00e9coule le temps \u00e0 un endroit donn\u00e9.<\/p>\n

Par exemple, pour un astronaute en orbite terrestre, le temps s’\u00e9coule plus rapidement que pour nous autres terriens. En \u00e9tant plus proches de la Terre (une masse importante) nous subissons ce ph\u00e9nom\u00e8ne de fa\u00e7on plus intense. En d’autres termes, les astronautes vieillissent plus vite que nous !<\/p>\n

Bien s\u00fbr, la distance est si petite entre eux et nous (environ 400 km) que ces effets sont minimes et ne peuvent \u00eatre visible \u00e0 cette \u00e9chelle. Mais ils peuvent, en revanche, facilement \u00eatre mesur\u00e9s par des horloges atomiques embarqu\u00e9es comme Pharao sur l’ISS<\/a>.<\/p>\n

Anatomie d’un trou noir<\/h1>\n

G\u00e9n\u00e9ralit\u00e9s<\/h2>\n

Un trou noir est le r\u00e9sultat de la pr\u00e9sence d’une singularit\u00e9 gravitationnelle (ceux que \u00e7a int\u00e9resse peuvent creuser du c\u00f4t\u00e9 de la censure cosmique<\/a>). Selon la masse de cette singularit\u00e9, les effets produits peuvent \u00eatre tr\u00e8s diff\u00e9rents. Mais certaines caract\u00e9ristiques sont g\u00e9n\u00e9rales \u00e0 tous les trous noirs.<\/p>\n

\"Le<\/a>

Le trou noir stellaire Cygnus X1 de 8,7 masses solaires observ\u00e9 en rayons X.
(Cr\u00e9dits: NASA\/Chandra<\/a>)<\/i><\/p><\/div>\n

On peut les d\u00e9finir simplement par leur masse, leur rotation, et leur charge \u00e9lectrique. En outre, on pense que tous les trous noirs poss\u00e8dent un horizon des \u00e9v\u00e9nements qui dissimule la singularit\u00e9 et la rend invisible et ind\u00e9tectable (m\u00eame si certaines th\u00e9ories<\/a> avancent qu’il serait possible qu’un trou noir existe sans horizon). La seule solution pour \u00ab\u00a0voir\u00a0\u00bb un trou noir, est d’observer ses effets sur son environnement.<\/p>\n

Trou noir stellaire<\/h2>\n

Un trou noir stellaire est une singularit\u00e9 gravitationnelle issue de l’effondrement d’une \u00e9toile massive en fin de vie. Pour ceux qui d\u00e9sirent plus de pr\u00e9cisions sur la formation d’un trou noir, l’article que j’ai \u00e9crit sur les \u00e9toiles<\/a> devrait \u00e9tancher leur soif.<\/p>\n

Mais qu’est-ce qu’une singularit\u00e9 gravitationnelle exactement ? C’est un point de l’univers o\u00f9 certains param\u00e8tres qui le d\u00e9crivent (notamment la gravit\u00e9) tendent vers l’infini. L’existence de ces singularit\u00e9s a pu \u00eatre d\u00e9montr\u00e9e par l’\u00e9quation du champ gravitationnel<\/a> d’Einstein mais elles n’ont jamais pu \u00eatre observ\u00e9es directement, et nous allons voir pourquoi.<\/p>\n

Trou noir supermassif<\/h2>\n
\"Galaxie<\/a>

Galaxie M87 contenant en son centre un trou noir supermassif provoquant un jet de mati\u00e8re de plus de 5000 ann\u00e9es lumi\u00e8res de longueur.
(Cr\u00e9dits:NASA\/Hubble<\/a>)<\/i><\/p><\/div>\n

Le trou noir supermassif, quant \u00e0 lui, reste quelque peu obscur… Son origine n’est pas encore totalement \u00e9lucid\u00e9e et plusieurs hypoth\u00e8ses s’affrontent. Il pourrait \u00eatre un trou noir stellaire tr\u00e8s gourmand qui aurait englouti des quantit\u00e9s \u00e9normes de mati\u00e8re et gonfl\u00e9 jusqu’\u00e0 atteindre une dimension monstrueuse. Mais certaines observations de tr\u00e8s anciens trous noirs de ce type tendraient \u00e0 r\u00e9futer cette hypoth\u00e8se (ils n’auraient pas eu le temps de se former). Il se pourrait aussi qu’ils soient apparus directement apr\u00e8s le big bang mais le m\u00e9canisme de leur formation reste \u00e0 ce jour (2015) inconnu.<\/p>\n

On en trouve au sein de la plupart des centres galactiques. Par exemple, notre galaxie (la Voie lact\u00e9e), contiendrait en son centre un trou noir supermassif de 4 millions de masses solaires baptis\u00e9 Sagittarius A<\/a>.<\/p>\n

Il est \u00e0 noter qu’il existe \u00e9galement des trous noirs de masse interm\u00e9diaire entre ces deux grandes familles.<\/p>\n

Horizon des \u00e9v\u00e9nements<\/h2>\n

L’horizon des \u00e9v\u00e9nement est une sph\u00e8re, au del\u00e0 de laquelle, la lumi\u00e8re ne parvient plus \u00e0 \u00e9chapper \u00e0 la gravit\u00e9 de la singularit\u00e9. Elle reste donc pi\u00e9g\u00e9e derri\u00e8re cet horizon et ne peut plus en sortir.<\/p>\n

Cette sph\u00e8re d’influence \u00e0 \u00e9t\u00e9 baptis\u00e9e horizon des \u00e9v\u00e9nements<\/strong> car tout \u00e9v\u00e9nement ayant lieu au del\u00e0 de cette limite ne pourra jamais plus influencer quoi que ce soit qui se trouverait en dehors. C’est un peu comme si cette zone \u00e9tait d\u00e9finitivement coup\u00e9e de notre univers. Son diam\u00e8tre est variable en fonction de la masse du trou noir.<\/p>\n

Dans la grande majorit\u00e9 des cas, un disque de mati\u00e8re se trouve en rotation rapide autour de l’horizon. Il s’agit de toute la mati\u00e8re captur\u00e9e par la gravit\u00e9 du trou noir et qui est en orbite autour de ce dernier. Cette mati\u00e8re va progressivement \u00eatre acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e \u00e0 l’approche de l’horizon et finira par \u00eatre engloutie par le monstre. Ce disque est appel\u00e9 disque d’accr\u00e9tion<\/strong>.<\/p>\n

Aucune chance d’y \u00e9chapper<\/h3>\n

Pour tout astre, que ce soit une \u00e9toile ou une plan\u00e8te, il existe un param\u00e8tre appel\u00e9 vitesse de lib\u00e9ration<\/strong>. Ce param\u00e8tre d\u00e9fini la vitesse \u00e0 partir de laquelle un objet est capable d’\u00e9chapper \u00e0 la gravit\u00e9 d’un astre et se calcule de cette fa\u00e7on:<\/p>\n

\"vl=\sqrt{\frac{2GM}{R<\/p>\n

Dans cette formule, o\u00f9 la vitesse de lib\u00e9ration<\/strong> (vl<\/span><\/em>) est exprim\u00e9e en m\u00e8tres par seconde, G<\/strong><\/span> est la constante gravitationnelle<\/a>, M<\/strong><\/span> est la masse de l’astre en kilogrammes, R<\/strong><\/span> est le rayon de l’astre en m\u00e8tres et d<\/strong><\/span> est la distance, en m\u00e8tres, de l’objet en mouvement par rapport \u00e0 la surface de l’astre.<\/p>\n

Par exemple, pour la Terre, cette vitesse est de 11,19 km\/s. C’est \u00e0 dire que, pour pouvoir quitter la Terre, une fus\u00e9e doit atteindre au minimum cette vitesse. Pour la Lune, cette vitesse est de 2,38 km\/s. Vous aurez donc compris en voyant la formule que plus l’objet est massif et donc la gravit\u00e9 importante, plus la vitesse de lib\u00e9ration<\/strong> augmente. Et pour le cas d’un trou noir, l’horizon des \u00e9v\u00e9nements correspond \u00e0 la r\u00e9gion \u00e0 partir de laquelle la vitesse de lib\u00e9ration<\/strong> atteint et \u00ab\u00a0d\u00e9passe\u00a0\u00bb celle de la lumi\u00e8re. \u00c9tant donn\u00e9 qu’il est impossible de d\u00e9passer la vitesse de la lumi\u00e8re dans le vide, vous n’avez aucune chance de pouvoir faire demi-tour une fois cette limite franchie.<\/p>\n

Les mirages gravitationnels<\/h3>\n

Cet effet, appel\u00e9 aussi anneau d’Einstein ou lentille gravitationnelle<\/a>, est d\u00fb \u00e0 la d\u00e9formation de l’espace-temps \u00e0 proximit\u00e9 d’un trou noir. La gravit\u00e9 va d\u00e9vier les rayons lumineux passant \u00e0 proximit\u00e9.<\/p>\n

\"Illustration<\/a>

Illustration de la d\u00e9viation d’un rayon lumineux par la courbure de l’espace-temps d\u00e9form\u00e9 par la masse d’une galaxie.<\/p><\/div>\n

Cet effet peut se traduire par un anneau entourant la source de gravit\u00e9, ou par un d\u00e9calage dans l’espace de l’objet se situant derri\u00e8re. Il arrive m\u00eame parfois qu’un objet apparaisse en double de chaque cot\u00e9 de la source de gravit\u00e9.<\/p>\n

\"Exemples<\/a>

Exemples d’anneaux d’Einstein photographi\u00e9s par le t\u00e9lescope spatial Hubble.<\/p><\/div>\n

Apparence d’un trou noir<\/h3>\n

Contrairement \u00e0 une id\u00e9e re\u00e7ue v\u00e9hicul\u00e9e par le cin\u00e9ma et un grand nombre de r\u00e9alisations artistiques utilis\u00e9es hors contexte, un trou noir ne ressemble pas \u00e0 un tourbillon sans fin ni \u00e0 un tunnel. Son apparence, si l’on en voyait un de nos propres yeux, serait beaucoup plus complexe. Comme nous l’avons vu ci-dessus, la trajectoire de la lumi\u00e8re, m\u00eame si elle ne chute pas dans le trou noir, sera d\u00e9vi\u00e9e par l’extr\u00eame gravit\u00e9 de la singularit\u00e9.<\/p>\n

Ceci va se traduire par une d\u00e9formation de son image r\u00e9elle. Et l’image du disque d’accr\u00e9tion se situant derri\u00e8re le trou noir sera \u00ab\u00a0projet\u00e9e\u00a0\u00bb au dessus de ce dernier, donnant une apparente forme de chapeau.<\/p>\n

La simulation pr\u00e9sent\u00e9e ci-dessous montre comment nous pourrions le voir.<\/p>\n

\"Description<\/a>

Description d’un trou noir \u00e0 partir d’une simulation informatique.
(Cr\u00e9dits: J-P Luminet<\/a> \/ C.P. Rigel)<\/i><\/p><\/div>\n

On retrouve les \u00e9l\u00e9ments d\u00e9crits plus haut, comme l’horizon, et le disque d’accr\u00e9tion. Mais on voit \u00e9galement que le trou noir n’est pas sym\u00e9trique, contrairement \u00e0 la photo tir\u00e9e du film Interstellar <\/a>et figurant en haut de cet article. Cette brisure de sym\u00e9trie est due \u00e0 l’effet Doppler<\/a>. Le disque \u00e9tant en rotation rapide, une partie de ce dernier (ici la partie gauche) approche \u00e0 grande vitesse de l’observateur, tandis que l’autre (partie droite) s’en \u00e9loigne. La lumi\u00e8re \u00e9mise par cette mati\u00e8re en rotation voit donc sa longueur d’onde d\u00e9cal\u00e9e par l’effet Doppler. Aussi la partie en approche paraitra plus lumineuse et intense que la partie s’\u00e9loignant, de la m\u00eame fa\u00e7on qu’une sir\u00e8ne d’ambulance parait plus aigu\u00eb lorsqu’elle s’approche et plus grave lorsqu’elle s’\u00e9loigne.<\/p>\n

Gravitation quantique<\/h3>\n
\"gravitation-quantique\"<\/a>

Les diff\u00e9rentes th\u00e9ories pr\u00e9sentes<\/p><\/div>\n

Il nous est totalement impossible de voir ce qu’il y a derri\u00e8re cette zone, et il est donc impossible de voir ou d’\u00e9tudier une singularit\u00e9 gravitationnelle. Et c’est bien dommage ! Car cela pourrait \u00eatre riche d’enseignements pour nous.<\/p>\n

La physique actuelle ne nous permet malheureusement pas de savoir avec exactitude ce qu’il se passe au niveau de la singularit\u00e9. Pour cela, il nous faudrait une th\u00e9orie de la gravitation quantique<\/a>. Or \u00e0 l’heure actuelle, nous disposons (entre autres, voir ci-contre) de deux grandes th\u00e9ories: La relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale<\/strong>, d\u00e9crivant ce qu’il se passe \u00e0 grande \u00e9chelle o\u00f9 les effets de la gravit\u00e9 sont importants. Et la m\u00e9canique quantique<\/strong>, d\u00e9crivant ce qu’il se passe \u00e0 l’\u00e9chelle des particules subatomiques et o\u00f9 les effets de la gravit\u00e9 sont bien moindres.<\/p>\n

Le probl\u00e8me est que ces deux th\u00e9ories ne sont pas compatibles, voire m\u00eame, se contredisent. Nous sommes donc oblig\u00e9s de les utiliser s\u00e9par\u00e9ment selon le cas \u00e0 analyser.<\/p>\n

Et c’est bien tout le probl\u00e8me car dans le cas pr\u00e9cis d’un trou noir ces deux \u00e9chelles se confondent, et les deux th\u00e9ories donnent des r\u00e9sultats incompatibles. Plusieurs th\u00e9ories sont candidates<\/a> \u00e0 l’unification de ces deux g\u00e9antes, mais nous n’en sommes encore qu’au d\u00e9but, et il faudra sans doute attendre des ann\u00e9es avant que nous ne puissions les unifier.<\/p>\n

Ergosph\u00e8re<\/h2>\n
\"Entrainement<\/a>

Entrainement de la structure de l’espace par la rotation d’un trou noir.<\/p><\/div>\n

L’ergosph\u00e8re, \u00e9galement ergozone ou ergor\u00e9gion, est une zone pr\u00e9sente pour chaque trou noir en rotation (nous les verrons dans la 2\u00e8me partie de cet article). Elle entoure l’horizon des \u00e9v\u00e9nements et d\u00e9limite la zone au sein de laquelle l’espace lui-m\u00eame est vrill\u00e9 par la rotation du trou noir. C’est donc une zone ou il est absolument impossible de rester immobile (dans un r\u00e9f\u00e9rentiel absolu).<\/p>\n

M\u00eame si son nom laisse entendre une g\u00e9om\u00e9trie sph\u00e9rique, l’ergosph\u00e8re serait plut\u00f4t un ellipso\u00efde irr\u00e9gulier \u00e0 cheval sur 4 dimensions d\u00e9form\u00e9es… C’est donc tr\u00e8s difficile \u00e0 imaginer.<\/p>\n

Cet endroit int\u00e9resse beaucoup les scientifiques, car il s’agit du seul endroit d’o\u00f9 il serait possible de tirer de l’\u00e9nergie d’un trou noir<\/a> (d’o\u00f9 son nom: ergon = travail en grec). Il s’agirait de r\u00e9cup\u00e9rer une partie de son \u00e9nergie cin\u00e9tique par un proc\u00e9d\u00e9 appel\u00e9 le processus de Penrose.<\/p>\n

D\u00e9tecter un trou noir<\/h2>\n

Comme expliqu\u00e9 plus t\u00f4t, il est impossible de voir directement un trou noir. En revanche, son impact \u00e9norme sur son environnement peut trahir sa pr\u00e9sence. Il y a plusieurs fa\u00e7on de le d\u00e9tecter, mais les trois principales m\u00e9thodes sont les suivantes.<\/p>\n

Rep\u00e9rer un \u00e9ventuel mirage gravitationnel<\/strong> qu’il aurait caus\u00e9 (une \u00e9toile apparaissant en double, ou un anneau d’Einstein).<\/p>\n

Capter l’\u00e9nergie g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par la mati\u00e8re du disque d\u2019accr\u00e9tion<\/strong>. En effet, lorsque la mati\u00e8re est proche de franchir l’horizon, elle gagne en vitesse. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne associ\u00e9 \u00e0 celui de la dilatation temporelle a pour r\u00e9sultat de g\u00e9n\u00e9rer une grande quantit\u00e9 de rayonnement. Si l’on reprend l’exemple de la photo de Cygnus X1<\/a>, c’est son rayonnement dans la gamme des rayons X qui a permis de le d\u00e9tecter.<\/p>\n

Le jet de mati\u00e8re<\/strong> est aussi un moyen de le d\u00e9tecter, car un trou noir peut \u00e9galement g\u00e9n\u00e9rer de puissants champs magn\u00e9tiques, ces derniers peuvent parfois propulser de la mati\u00e8re<\/a> sous la forme d’un jet le long de son axe de rotation et dont la vitesse peut atteindre des valeurs proches de celle de la lumi\u00e8re, comme pour celui du centre de la galaxie M87<\/a>.<\/p>\n

A suivre…<\/h1>\n

Les trous noirs font partie des sujets les plus passionnants et intrigants du monde de l’astronomie, et il y a tant \u00e0 en dire qu’un article ne suffirait pas. Je vous donne donc rendez-vous dans un deuxi\u00e8me article<\/a> afin de d\u00e9couvrir ensemble les diff\u00e9rents types de trous noirs que l’on pourrait imaginer, ainsi que d’autres objets aussi int\u00e9ressants pour les amateurs de science-fiction que nous sommes: les trous de ver<\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Il est des myst\u00e8res que m\u00eame la science moderne peine \u00e0 \u00e9lucider. Pourtant, elle pr\u00e9dit avec une grande exactitude l’existence de l’un d’entre eux. Sa forme, ses param\u00e8tres, sa localisation, son environnement… Mais elle est incapable de pr\u00e9dire ce qu’il se passe \u00e0 l’int\u00e9rieur. L’int\u00e9rieur d’un trou noir est un myst\u00e8re, et ne fait l’objet … <\/p>\n

Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":1143,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_publicize_message":"","jetpack_publicize_feature_enabled":true,"jetpack_social_post_already_shared":true,"jetpack_social_options":{"image_generator_settings":{"template":"highway","default_image_id":0,"font":"","enabled":false},"version":2},"jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[26],"tags":[123,126,128,72,124,62,11,127,129,125],"class_list":["post-1142","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-espace","tag-astrophysique","tag-distortion-du-temps","tag-espace-temps","tag-etoile","tag-physique-quantique","tag-relativite","tag-science-fiction","tag-temps","tag-trou-de-ver","tag-trou-noir","item-wrap"],"yoast_head":"\nLes trous noirs : Au del\u00e0 de notre perception (Partie 1) - Orion PX<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Il est des myst\u00e8res que m\u00eame la science moderne peine \u00e0 \u00e9lucider. 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