Les trous noirs

Un trou noir, c'est quoi ?

Il est fréquent d'entendre parler de trou noir dans les informations, dans les films ou les livres. Mais, première surprise, "la preuve définitive de l’existence des trous noirs n’a pas encore été apportée", écrit le CNRS en février 2014. Reste que cette "réalité est une certitude pour l’immense majorité des scientifiques". Ils font l'objet d'études poussées depuis des dizaines d'années.
L'écrasante majorité des chercheurs s'accorde à dire qu'un trou noir se caractérise par un champ gravitationnel - c'est à dire un champ de force qui attire la matière vers son centre - extrêmement intense. Si intense que même la lumière ne peut s'en échapper.

Un trou noir est une masse ultra compacte, en mouvement, évolutif et en rotation. Il y en a de différentes tailles : des supermassifs que l'on trouve généralement au centre des galaxies - dits galactiques- et des plus petits dont la masse équivaut à seulement quelques fois celle de notre soleil.
Toujours est-il qu'un trou noir exerce une attraction très forte et absorbe tout ce qui passe trop près de lui. Qu'arrive-t-il aux objets qui sont aspirés en son centre, appelé "singularité" ? Pour l'instant, les scientifiques n'en ont aucune idée car l'espace-temps s'arrête en ce point.

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L’espace-temps ?

Dans un trou noir, le temps et l'espace s'écoulent de manière différente, à cause de la force gravitationnelle très forte qui s'y exerce. "A l'intérieur d'un trou noir, le temps se change en espace et l'espace se change en temps. On pourrait le dire de façon méthaphorique : dans notre monde, le temps s'écoule. 'Je ne peux pas revenir dans le passé'. De la même manière, dans un trou noir, c'est l'espace qui s'écoule. Le tapis roulant de l'espace va tellement vite que même si je cours à la vitesse de la lumière dans le sens inverse, je ne pourrai jamais m'extraire du trou noir", explique Aurélien Barrau, astrophysicien au Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (UJF/CNRS).

Il se passe quoi lorsqu'un objet est aspiré ?

Si nous ignorons ce qu'il advient des objets avalés, nous savons à quoi ressemble le spectacle d'une ingurgitation. Le 31 mai 2010, dans l'objectif du télescope Pan-Starrs 1 à Hawaï, des astronomes aperçoivent une lueur inattendue provenant du cœur d'une galaxie lointaine située à 2,7 milliards d'années-lumière. Au fil des jours et des semaines, la lueur s'intensifie. Elle atteint un maximum le 12 juillet et s'amenuise progressivement. "Nous avons observé la fin d'une étoile et sa digestion par le trou noir en temps réel", explique Edo Berger, qui a participé une étude publiée dans la revue nature, en 2012.

Mais Ryan Chornock, du centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian, se veut rassurant : "Les trous noirs sont un peu comme les requins, on considère à tort que ce sont de perpétuelles machines à tuer. En réalité, ils restent calmes durant la majeure partie de leur vie. Mais occasionnellement, une étoile s'aventure trop près, et c'est là que la frénésie carnassière se déclenche."

Un trou noir, c'est vraiment noir ?

La force gravitationnelle est si puissante que même la lumière ne s'en échappe pas. Du coup, un trou noir est invisible. C'est son effet sur son environnement qui le rend visible. Il attire les corps voisins, les aspire. Concrètement, ce qui le trahit ce sont "les tourbillons de gaz chauffés au point d'émettre des rayons X" ou les étoiles "entrées dans une course folle".
L'une des photos de trou noir les plus récentes et les plus impressionnantes a été fournie par le téléscope Hubble, en octobre 2014. Il en a photographié un supermassif dans une galaxie naine, rapportait alors Sciences et Avenir.

Un trou noir, ça naît comment ?

Il y a deux possibilités :
1) un trou noir peut se former lorsqu'une très grosse étoile se contracte et s'effondre sur elle-même à la fin de sa vie. Petit joueur, lorsque notre soleil s'effondrera sur lui-même, il ne créera pas un trou noir. Seule une étoile qui fait au moins 25 fois sa masse peut en former un de cette manière.

2) lorsqu'une étoile -même petite- meurt, naît une étoile à neutrons. C'est un corps extrêmement dense. Une simple cuillère à café de cette matière pèserait plus d'un milliard de tonnes. Parfois, ces étoiles à neutrons, à la taille réduite, finissent par se rencontrer et forment un trou noir. Ce type de collision est "l'un des événements les plus violents dans l'univers", commente la Nasa, qui a simulé une telle situation sur ordinateur. Une étoile à neutrons qui fait trois fois la masse du soleil peut former un trou noir.

Va-t-on finir engloutis ?

"La réponse est clairement non", tranche Jean-Pierre Luminet, spécialiste français des trous noirs. Le trou noir au centre de notre galaxie est bien trop éloigné de la Terre pour la menacer. D'après lui, il est "tout à fait improbable" qu'il engloutisse notre planète. Sans compter que son appétit est plutôt faible.
Si le spécialiste souligne la probabilité d'un danger venant d'un mini-trou noir, il assure qu'aucun n'a été détecté dans les environs de la Terre et que même s'il y en avait un, il serait sûrement trop petit pour nous inquiéter.