{"id":6274,"date":"2024-09-01T19:13:29","date_gmt":"2024-09-01T18:13:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.factnest.net\/fr\/?p=6274"},"modified":"2024-09-01T19:13:31","modified_gmt":"2024-09-01T18:13:31","slug":"trous-noirs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.factnest.net\/fr\/trous-noirs\/","title":{"rendered":"Trous Noirs"},"content":{"rendered":"\n

Les trous noirs sont des objets astronomiques avec une attraction gravitationnelle si intense que rien, pas m\u00eame la lumi\u00e8re, ne peut s’en \u00e9chapper. La limite au-del\u00e0 de laquelle rien ne peut s’\u00e9chapper est connue sous le nom d’horizon des \u00e9v\u00e9nements. Bien qu’ils soient sombres, les trous noirs ne sont pas vides ; ils contiennent de la mati\u00e8re compress\u00e9e dans un espace extr\u00eamement r\u00e9duit. Leur pr\u00e9sence est d\u00e9duite de leur interaction avec la mati\u00e8re environnante et les radiations \u00e9lectromagn\u00e9tiques, telles que la lumi\u00e8re visible. Deux cat\u00e9gories principales de trous noirs sont observ\u00e9es dans l’univers : les trous noirs de masse stellaire, qui sont de trois \u00e0 dix fois la masse du Soleil et sont dispers\u00e9s dans notre galaxie, la Voie lact\u00e9e, et les trous noirs supermassifs, qui vont de 100 000 \u00e0 des milliards de fois la masse solaire et r\u00e9sident au centre de la plupart des grandes galaxies, y compris la n\u00f4tre. Malgr\u00e9 les d\u00e9couvertes actuelles dans la Voie lact\u00e9e, on estime qu’il existe des centaines de millions de tels trous noirs.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

L’existence des trous noirs a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e pour la premi\u00e8re fois en 1916 par le physicien allemand Karl Schwarzschild, qui tentait de r\u00e9soudre les \u00e9quations de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale d’Albert Einstein. Il a remarqu\u00e9 que les solutions contenaient un ph\u00e9nom\u00e8ne particulier : la th\u00e9orie se comportait de mani\u00e8re inhabituelle \u00e0 un certain rayon, d\u00e9sormais connu sous le nom de rayon de Schwarzschild. Il en conclut que si une masse \u00e9tait compress\u00e9e dans un espace plus petit que son rayon de Schwarzschild, sa gravit\u00e9 l’emporterait sur toutes les forces connues. Les premiers physiciens pensaient initialement que de tels ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e9taient peu probables dans la nature. Cependant, \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1930, il est devenu clair que les trous noirs pouvaient effectivement se former dans des conditions extr\u00eames, comme l’a montr\u00e9 le physicien indien Subrahmanyan Chandrasekhar, d\u00e9montrant qu’aucune force ne pouvait contrer la gravit\u00e9 \u00e0 une certaine densit\u00e9, conduisant ainsi \u00e0 la formation des trous noirs seulement dans les conditions les plus s\u00e9v\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n

Comment se forment les trous noirs ?<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"R\u00e9v\u00e9lations<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Les trous noirs stellaires se forment \u00e0 partir d’\u00e9toiles massives qui produisent lumi\u00e8re et chaleur par fusion nucl\u00e9aire. Dans ce processus, deux atomes plus l\u00e9gers fusionnent pour cr\u00e9er un atome plus lourd, lib\u00e9rant de l’\u00e9nergie. Ces atomes plus lourds continuent de fusionner en atomes encore plus lourds dans un cycle qui maintient l’\u00e9toile en activit\u00e9. Lorsqu’une \u00e9toile a une masse environ 20 fois celle du Soleil et approche de la fin de sa vie, des \u00e9l\u00e9ments tels que le silicium et le magn\u00e9sium fusionnent en fer. La formation du fer n\u00e9cessite plus d’\u00e9nergie que l’\u00e9toile ne peut fournir, et aucune force ne peut contrebalancer la gravit\u00e9 interne de l’\u00e9toile. Par cons\u00e9quent, l’\u00e9toile s’effondre, et son noyau est compress\u00e9 au-del\u00e0 du rayon de Schwarzschild, formant ainsi un trou noir.<\/p>\n\n\n\n

Comme aucune force connue ne peut arr\u00eater cet effondrement, une fois qu’un trou noir se forme, la mati\u00e8re continue \u00e0 \u00eatre compress\u00e9e en une singularit\u00e9, un point de densit\u00e9 infinie sans coordonn\u00e9es spatiales. L’horizon des \u00e9v\u00e9nements, une limite sph\u00e9rique entourant le trou noir, marque le point de non-retour ; tout ce qui le traverse ne peut pas \u00e9chapper. Pour \u00e9chapper \u00e0 l’attraction d’un trou noir, il faudrait voyager plus vite que la lumi\u00e8re, ce qui est actuellement impossible. Les trous noirs supermassifs, ou monstres avec des masses de millions de fois celle du Soleil, se forment en accumulant la mati\u00e8re environnante et en fusionnant avec d’autres trous noirs au cours de centaines de millions d’ann\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Les astronomes ont longtemps soup\u00e7onn\u00e9 l’existence d’une classe interm\u00e9diaire de trous noirs, appel\u00e9s trous noirs de masse interm\u00e9diaire, pesant entre 100 et plus de 10 000 masses solaires. Bien que seulement quelques candidats aient \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9s indirectement, la preuve la plus convaincante est venue en mai 2019 lorsque les ondes gravitationnelles r\u00e9sultant de la fusion de deux trous noirs de masse stellaire ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 un trou noir pesant 142 fois la masse du Soleil.<\/p>\n\n\n\n

Que se passe-t-il \u00e0 l’int\u00e9rieur des trous noirs ?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00c0 l’int\u00e9rieur d’un trou noir, la mati\u00e8re est compress\u00e9e dans un volume extr\u00eamement r\u00e9duit en raison de la gravit\u00e9, atteignant un \u00e9tat de singularit\u00e9 dans un d\u00e9lai limit\u00e9. \u00c0 ce stade, l’objet perd ses coordonn\u00e9es, et la physique actuelle ne peut d\u00e9crire ce qui se passe dans cet environnement, car il d\u00e9fie notre compr\u00e9hension des lois physiques.<\/p>\n\n\n\n

Heureusement, les trous noirs les plus proches se trouvent \u00e0 des milliers d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de distance. Les trous noirs se comportent comme d’autres objets massifs dans l’univers, avalant la mati\u00e8re environnante. Cependant, si le Soleil \u00e9tait remplac\u00e9 par un trou noir de la m\u00eame taille, l’orbite de la Terre resterait inchang\u00e9e, mais toute la vie v\u00e9g\u00e9tale mourrait en raison de l’absence de lumi\u00e8re solaire.<\/p>\n\n\n\n

Comment les scientifiques confirment-ils leur existence ?<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"R\u00e9v\u00e9lations<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Les scientifiques ne peuvent pas observer les trous noirs directement avec des t\u00e9lescopes d\u00e9tectant les rayons X, la lumi\u00e8re ou d’autres formes de rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique. Au lieu de cela, ils inf\u00e8rent la pr\u00e9sence des trous noirs en \u00e9tudiant leurs effets sur la mati\u00e8re voisine. Si un nuage de mati\u00e8re passe pr\u00e8s d’un trou noir, il est attir\u00e9 vers l’int\u00e9rieur, dans un processus appel\u00e9 accr\u00e9tion. De m\u00eame, si une \u00e9toile normale passe \u00e0 proximit\u00e9 d’un trou noir, elle peut \u00eatre d\u00e9chir\u00e9e et aspir\u00e9e, ce qui fait que la mati\u00e8re attir\u00e9e acc\u00e9l\u00e8re et chauffe, \u00e9mettant des rayons X d\u00e9tectables dans l’espace. Les d\u00e9couvertes r\u00e9centes ont fourni des preuves intrigantes des effets significatifs des trous noirs sur leur environnement, \u00e9mettant des explosions puissantes de rayons gamma, consommant des \u00e9toiles proches et influen\u00e7ant la formation de nouvelles \u00e9toiles tout en l’arr\u00eatant dans d’autres r\u00e9gions.<\/p>\n\n\n\n

Quelle est la taille des trous noirs ?<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"R\u00e9v\u00e9lations<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Le trou noir de Cygnus X-1, le trou noir le plus proche de notre syst\u00e8me solaire, a une masse d’environ 20 fois celle du Soleil, ce qui est typique pour les trous noirs dans tout l’univers. La NASA estime qu’il pourrait y avoir entre 10 millions et un milliard de trous noirs dans notre galaxie.<\/p>\n\n\n\n

Cygnus X-1 se trouve \u00e0 plus de 6 000 ann\u00e9es-lumi\u00e8re de notre syst\u00e8me solaire. Bien qu’il soit le trou noir le plus proche connu, il est possible que des trous noirs plus proches existent \u00e0 moins de 1 000 ann\u00e9es-lumi\u00e8re, bien que cela reste non confirm\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Au centre de presque toutes les galaxies, y compris la Voie lact\u00e9e, se trouve un trou noir supermassif, de millions voire de milliards de fois la masse du Soleil. Ces trous noirs g\u00e9ants atteignent des tailles colossales en absorbant la mati\u00e8re environnante et en fusionnant avec d’autres trous noirs au cours de centaines de millions d’ann\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 quoi ressemblent les trous noirs ?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Les trous noirs, fid\u00e8les \u00e0 leur nom, ne produisent aucune lumi\u00e8re, ce qui les rend sombres. Cependant, les astronomes peuvent les d\u00e9tecter gr\u00e2ce \u00e0 leurs effets gravitationnels sur les objets voisins et leurs impacts chaotiques. Pour certains trous noirs, en particulier les supermassifs, leur pr\u00e9sence est visible \u00e0 travers les quasars qu’ils produisent. Lorsque la mati\u00e8re tombe dans un trou noir, elle se comprime et chauffe, cr\u00e9ant un disque d’accr\u00e9tion lumineux, parfois plus brillant que toute la galaxie h\u00f4te. Ces trous noirs peuvent \u00e9galement \u00e9mettre des jets de particules hautement \u00e9nerg\u00e9tiques \u00e0 une vitesse proche de celle de la lumi\u00e8re, sur des distances allant jusqu’\u00e0 des dizaines de milliers d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

Une autre mani\u00e8re de \u00ab\u00a0voir\u00a0\u00bb les trous noirs est pendant leur fusion. Lorsque deux trous noirs entrent en collision, ils envoient des ondulations \u00e0 travers l’espace-temps appel\u00e9es ondes gravitationnelles. Bien que ces ondes soient extr\u00eamement faibles, des instruments sensibles sur Terre peuvent les d\u00e9tecter. Jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent, les astronomes ont enregistr\u00e9 50 \u00e9v\u00e9nements de fusion de trous noirs.<\/p>\n\n\n

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\"R\u00e9v\u00e9lations
Image du Trou Noir dans la Galaxie M87<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

En 2019, la premi\u00e8re image r\u00e9elle d’un trou noir a \u00e9t\u00e9 captur\u00e9e lorsque les astronomes ont utilis\u00e9 le t\u00e9lescope Event Horizon, un r\u00e9seau de dish s’\u00e9tendant sur toute la plan\u00e8te, pour photographier le disque lumineux de mati\u00e8re entourant un trou noir ayant une masse sup\u00e9rieure \u00e0 6 milliards de fois celle du Soleil, situ\u00e9 dans la galaxie M87, \u00e0 environ 55 millions d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de distance. L’image appara\u00eet comme un anneau orange d\u00e9form\u00e9 en raison de l’impossibilit\u00e9 de capturer le trou noir lui-m\u00eame, car la lumi\u00e8re ne peut pas en \u00e9chapper. Au lieu de cela, les astronomes ont observ\u00e9 l’ombre du trou noir contre la mati\u00e8re lumineuse qui l’entoure.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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