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Les trous noirs, ces phénomènes que la physique n’explique pas ?

Le concept des trous noirs

Les trous noirs sont encore aujourd’hui mal compris et sont le sujet de nombreuses recherches. Les trous noirs sont des objets de l’espace. Ils créent une gravité tellement forte que même la lumière à proximité semble tomber dedans sans pouvoir s’en échapper. Ces trous noirs ne peuvent émettre de la lumière, ce qui signifie qu’ils sont invisibles. Les trous noirs sont des objets de petite taille mais très massifs, et plus un objet est massif plus il attire les objets proches vers lui.

Le concept des trous noirs a émergé au XVIIIème siècle grâce à des penseurs comme John Michell ou Pierre-Simon de Laplace. Mais il faut attendre le début du XXe siècle et Albert Einstein pour que l’idée prenne sa place dans une théorie plus vaste : la relativité générale.

La méthode la plus simple pour observer les trous noirs est de prendre une photo un peu spéciale : en effet, on enregistre les rayons X ( nous sommes capables de les détecter depuis 1917) au lieu de la lumière, car les trous noirs ne produisent pas de rayons X, au contraire de la matière qui tourne autour d’un trou noir et qu’on appelle le disque d’accrétion. Les disques d’accrétion sont constitués de gaz, de poussière et sont en orbite autour d’un objet céleste.

Le plus gros trou nori jamais observé est 21 milliards de fois plus lourd que le Soleil.

Les différents types de trous noirs

Il y a 4 grands types de trous noirs :

– Les trous noirs stellaires, possèdent au minimum une masse d’au moins trois masses solaires, et sont dus à l’explosion sous forme de Supernova d’une étoile dont la masse dépasse les 20 à 25 masses solaires. Cependant, la masse de ce trou noir stellaire diminue car la majorité de la matière que possédait l’étoile est rejetée suite à l’explosion.

– Il y a également les trous noirs supermassifs. Ceux-là, possèdent une masse de quelques millions à quelques milliards de masses solaires ! Ce sont des trous noirs géants, cependant, ils ne proviennent pas de la destruction d’une étoile, mais sont supposés venir de la fusion et de la collision entre galaxies.

– Les trous noirs intermédiaires ont une masse de quelques milliers de masses solaires. Ils ne se situent pas au centre des galaxies, mais possèdent des rayons X très brillants et dont la lumière dépasse largement la lumière maximale pour un trou noir stellaire. Ils proviendraient de la fusion de plusieurs étoiles de métallicité. La métallicité d’un objet est la fraction de sa masse qui n’est pas constituée d’hydrogène ou d’hélium.

« Gravity », un nouvel instrument destiné à l’observation des trous noirs installé sur le Very Large Telescope chilien, représente une avancée technique considérable. Le trou noir de la Voie Lactée pourra grâce à lui être mieux analysé.

La culture s’est beaucoup emparée du phénomène des trous noirs. Dans le film Interstellar, Christopher Nolan décrit ce qui se passe si des explorateurs spatiaux s’approchent d’un trou noir très massif. Il crée des images montrant le trou noir, appelé Gargantua dans le film, entouré par un disque d’accrétion, autrement dit une sorte d’anneau de matière lumineux.

Colin & Gaël

Nous espérons que cela vous aura plu, et qu’après avoir lu ce texte, vous aurez envie d’en savoir plus. Si c’est le cas, voici nos sources vers les sites que nous avons utilisé :

Sources :

Laurent Sacco. « Trous noirs, qu’est-ce que c’est ? » sur Futura Sciences : https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/univers-trou-noir-62/

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-trous-noirs-nouvelle-preuve-leur-existence-rayons-x-83119/

https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir

https://youtu.be/R5SD0JtvBDo

Image d’illustration : Gravitational distortions caused by a black hole in front of the Large Magellanic cloud – Alain R. sur Wikimedia Commons