Les Trous Noirs

02.03.2008

Définition

En 1905, Albert Einstein, publie sa théorie de la Relativité Restreinte. Il en ressort une nouvelle vision de l'espace et du temps. Cette théorie remet en effet en cause la physique quantique: elle réinvente le principe de gravitation. D'une part ces théories ont pu expliquer tous les nouveaux phénomènes gravitationnels observés et non expliqués par les lois de Newton, d'autre part la Relativité nous a présenté l'existence de phénomènes stellaires jusqu'alors inconnus. On retient les trous noirs ou singularités.

Un trou noir est, par définition, une région de l'univers d'où rien, ni rayonnement ni matière, ne peut s'échapper. Il peut être considéré comme l'astre noir parfait : il absorbe tout rayonnement et ne peut en émettre aucun. C'est l'une des trois possibilités qui s'offrent aux étoiles vers la fin de leur vie, les deux autres étant la naine blanche et l'étoile à neutrons. Le trou noir est l'astre résultant de la mort des étoiles les plus massives et est en quelque sorte le cadavre le plus massif de l'univers, mais aussi le plus mystérieux.

Notons qu'il existe différents trous noirs. D'un côté les trous noirs purement mathématiques, il suffit alors que n'importe quelle masse se retrouve comprimée dans un volume inférieur à celui d'une sphère ayant son rayon de Schwarschild ( en l'honneur au scientifique qui a découvert cette théorie ). Dans ce cas, on note qu'un trou noir n'est pas une question de masse mais bien une question de densité.
D'un autre côté, les trous noirs qui existent dans notre univers. Ils vérifient eux-même la propriété énoncée par Schwarschild. Dans cette même famille de trous noirs galactiques, on observe des différences selon leurs tailles et de leurs masses ( de la masse du soleil jusqu'à un milliard de fois sa masse ). Un point commun : ces différents trous noirs ont une origine et des caractéristiques communes, et c'est ceux que nous allons étudier.

En bref, les trous noirs doivent être considérés des objets ultradenses dont, par conséquent, la matière recourbe l'espace-temps.

Mise en évidence des Trous Noirs

Les trous noirs galactiques ont donc une densité extraordinaire, soit parfois des milliards de tonnes par centimètre cube. Cette densité fait d'eux des astres singuliers, notamment lorsqu'ils entrent en contact avec d'autres astres. Par exemple, étant à proximité d'une étoile , un trou aspire progressivement le gaz de cette étoile. L'étoile se décompose et forme un disque de matière autour du trou noir, matière qui disparaît peu à peu. Ainsi quand des scientifiques pourront observer une étoile en train de tournoyer sur elle-même, ils y verront vu une concrétisation de leur théorie jusqu'alors hypothétique.

D'autres observations montrent aussi d'importants rayonnements énergétiques en provenance de zones inconnues de l'univers. Il s'agit pour la plupart de rayons X. Ce phénomène peut aussi être expliqué par les scientifiques avec la théorie des trous noirs. Voici donc une autre concrétisation de la théorie. En effet, il serait question d'un trou blanc ancré dans le trou noir même, ce qui créerait des faisceaux de rayons au niveau des pôles du trou noir.

Une fin sombre

Selon le principe vu précédemment où les trous noirs aspirent irrémédiablement toute la matière les approchant, on peut se demander si l'univers ne finira pas par devenir à long terme un trou noir immense. En effet, on observe au centre même des galaxies des trous noirs géants qui auraient du se former à l'époque du Big-Bang.

Ces trous noirs sont aujourd'hui colossaux, soit parfois une masse un milliard de fois supérieure à celle d'une étoile commune.

Antithèse du trou noir

La relativité générale affirmant une symétrie dans le temps, on doit trouver à l'inverse d'un trou noir un objet aussi mystérieux et spectaculaire. C'est un trou blanc. Farfelu ! vous me direz. Peut-être pas, car n'oublions pas que si aujourd'hui nous sommes quasiment sûrs de l'existence des trous noirs, l'idée paraissaient bien saugrenue il y a quelques décennies.

Les trous blancs ou fontaines de vie sont l'antithèse des trous noirs. En effet, alors que les trous noirs attirent la matière à tout jamais, les trous blancs en fournissent ce qui fait qu'il est impossible d'y rentrer, tout du moins, autant que de sortir d'un trou noir. On suspecte par ailleurs ces trous blancs d'être à l'origine des émissions énergétiques spectaculaires des quasars. Les quasars auraient des trous noirs en leurs centres, et par la même occasion des trous blancs, car on suppose que si ils existent, les trous blancs se situeraient au sein même des trous noirs. Ce qui en passant justifierait l'émission de Rayons X qu'un trou noir peut émettre. Vous connaissez certainement l'image qui symbolise un trou noir par un cône renversé mais sans fond.

On imagine donc que trous noir et blanc sont reliés à travers l'espace-temps par un pont, ou tunnel, appelé trou de ver. Autrement dit, par le biais de ce pont, toute matière attirée par un trou noir ressort quelque part ailleurs dans l'univers ( cet endroit pouvant être le trou noir même ). D'autres scientifiques pensent que le trou de ver relierait deux univers parallèles ( mais là ça devient vraiment de la science fiction).