Trous noirs : est-il possible de voyager dans l'espace-temps ?

Les trous noirs sont-ils des portails vers d'autres dimensions ?

blackhole
La collision de deux étoiles supergéantes provoque ce que l’on appelle trous noirs | HOROSCOPE DU JOUR
 

La découverte de trous noirs dans l'univers n'a cessé de susciter une grande fascination d’où le nombre impressionnant d’hypothèses des plus intéressantes autour d'autres dimensions et la possibilité d'altérer l'espace-temps. Découvre sans plus attendre l'origine de ce phénomène astronomique produit par la collision d’étoiles supergéantes !

Les trous noirs : de quoi s'agit-il ?

Techniquement, les trous noirs sont des restes froids d'étoiles mortes dont la force gravitationnelle ne peut échapper à aucun élément de l'univers, pas même à la lumière. Alors que de nombreuses étoiles finissent par se désintégrer en naines blanches ou en étoiles à neutrons, certaines grandes étoiles se dispersent dans le vide spatial libérant des restes froids dont le niveau de densité est si élevé que toute force vainc la gravité.

Cela explique donc le fait qu'on les appelle trous noirs : comme aucun élément ne résiste à la gravité, l'étoile se replie sur elle-même et même la lumière est piégée en orbite. Une fois formés, les trous noirs attirent la matière cosmique dans la même mesure que les autres planètes et étoiles, et lorsqu'un corps céleste passe près de leur champ gravitationnel, il entre dans un point de non-retour, car il lui faudrait dépasser la vitesse de la lumière pour s'échapper.

Lorsqu'en 1783 le géologue John Michell a parlé pour la première fois de la possibilité de l'existence de trous noirs, la loi de la gravitation de Newton et la théorie de la vitesse de fuite étaient déjà en plein essor, selon lesquelles il existe une relation proportionnelle de force entre deux objets de masse qui sont attirés et pour qu'un objet quitte une étoile, il a besoin de dépasser son champ gravitationnel.

À partir de ces prémisses, John Michell a calculé qu'un corps céleste 500 fois plus grand que le soleil et de même densité aurait une vitesse de fuite égale à celle de la lumière et serait invisible. En 1915, Einstein a montré que la lumière était influencée par l'interaction gravitationnelle, alors que Karl Schwarzschild laissait entendre qu'un poids lourd pouvait absorber la lumière.

Après quelques contributions intéressantes sur la formation des trous noirs, comme celle de Robert Oppenheimer en 1939, la théorie des trous noirs s'est consolidée en 1967 par Stephen Hawking et Roger Penrose. Peu de temps après, John Wheeler a inventé le terme « trou noir » lors d'une réunion cosmologique à New York.

Types de trous noirs

On pensait au départ qu'il n'y avait qu'un seul type de trou noir dans l'univers. Cependant, avec les progrès technologiques et l'observation directe de ce phénomène cosmique passionnant, on a pu établir plusieurs catégories. L'origine des trous noirs détermine leur classification en 4 types et la différenciation de leurs propriétés.

1. Trou noir supermassif

Si on considère le fait qu'on a déjà trouvé des trous noirs dépassant 20 milliards de fois la taille du soleil, ces phénomènes forment à eux seuls un même groupe de trous noirs supermassifs qui seraient, selon les théories, au centre des galaxies, et ils se formeraient par le même processus que les composants sphériques de l'univers.

2. Trou noir moyen

Dans une plage de 100 à un million de masses solaires, nous trouvons le groupe des trous noirs moyens. Ce seraient des restes de vie d'une étoile supergéante qui, lors de la décomposition de ses particules, garderait dans son noyau les éléments les plus lourds se précipitant sur eux-mêmes par la force du champ gravitationnel.

3. Trou noir stellaire

Avec une masse solaire supérieure au micro trou mais plus petite que le trou noir moyen, le trou noir stellaire est provoqué par l'explosion d'une étoile plus petite qu'une supergéante. Il en résulterait une de taille plus petite, d'environ quelques kilomètres de diamètre, bien que sa masse soit supérieure à celle du soleil.

4. Micro trou noir

Ils ont la taille d'un grain de sable et, selon les hypothèses, ils ont été créés au tout début de l'Univers, bien que cela ne soit pas prouvé. Malgré leur petite taille, leur densité atteindrait la masse de notre soleil, bien que leur processus de formation ne pourrait pas être dû à l'effondrement gravitationnel.

blackhole
Les trous noirs attirent à eux des matières cosmiques dans leur orbite | HOROSCOPE DU JOUR

Hypothèse des trous noirs et du voyage dans le temps

L'émergence de ce phénomène fascinant a commencé à attirer plus fortement l'attention de la communauté scientifique à la suite des explications de Stephen Hawking sur la possibilité de voyages spatio-temporels ouverts par ces trous noirs dans l'univers.

Selon l'hypothèse des trous noirs de ce célèbre astrophysicien, ces structures concentrent le deuxième principe de la thermodynamique : la quantité d'entropie dans l'univers tend à augmenter avec le temps. Cela formerait les fameux « trous de ver », qui sont comme des raccourcis à travers l'espace et le temps.

En réalité, l'espoir d'un voyage dans l'espace-temps naît des constatations décevantes selon lesquelles, par une analyse froide des circonstances spatiales et du niveau de développement technologique, les êtres humains ne quitteront pas le système solaire, ou du moins pas dans le prochain millénaire.

Mais peut-être que si nous voyagions à travers les « trous de ver »...cela a donné naissance à l'hypothèse des trous noirs comme voie de fuite vers les énormes distances qui existent dans l'univers. Et en réalité, la base est solide, car c'est la corroboration des équations d'Einstein et des tunnels qui relient les points espace-temps.

Ces élucubrations sont toujours restées des hypothèses, bien que fin 2018 la communauté scientifique ait découvert une lueur d'espor : un trou noir se déplaçant si vite qu'il modifie l'espace-temps qui tourne autour de lui a été découvert.

5 faits surprenants sur les trous noirs qui te laisseront bouche bée

Avec tout ce que nous savons déjà sur les trous noirs, il s'agit sans l'ombre d'un doute d'un phénomène passionnant qui continue d'attirer l'attention et de garder de nombreuses questions ouvertes. Nous te dévoilons certains faits surprenants sur les trous noirs de l'univers.

Agujeros negros
Trous noirs | NASA

1. Comment mourrais-tu si tu tombais dans un trou noir ?

Dans les années 1990, l'astrophysicien Martin Rees a découvert la curieuse théorie de la spaghettification (oui oui, tu as bien lu, des spaghettis) pour répondre à la question non pour le moins curieuse de savoir comment nous mourrions si nous tombions dans un trou noir. Selon Rees, le corps humain s'étirerait et se tordrait s’il passait à travers un trou noir, tel un véritable spaghetti.

Selon Rees, l'explication est que la force de gravité agirait sur le corps humain de deux manières : en l'étirant et en le comprimant.

Au fil des années, l'idée de spaghettification a été abandonnée et la théorie de la mort par écrasement a été privilégiée. Par le mouvement de rétro-dispersion, tout le matériel cosmique absorbé par le trou noir tomberait sur nous, et nous nous désintégrerions avant d'être transformés en spaghetti.  

2. Le plus grand trou noir de l'univers

Découvert en 2018, il est 20 000 millions de fois plus grand que la masse solaire. C'est le plus grand trou noir trouvé jusqu'à présent dans l'univers, et il se développe très rapidement en raison de l'attraction des gaz qui, absorbés quotidiennement, génèrent de la friction et de la chaleur. Il serait capable, selon des études de l'Université nationale australienne, d'absorber un soleil tous les deux jours.

Si on le trouvait dans notre galaxie, ce trou noir monstrueux brillerait dix fois plus que la lune, et avec sa lumière éliminerait le reste des étoiles dans le ciel. Sa taille est maintenant l’objet de toutes les attentions des astrophysiciens, car elle remet en cause la théorie de la formation de l'univers : si le Big Bang s'était produit 900 millions d'années auparavant, ce trou n'aurait pas eu le temps de grandir autant. Un mystère...

3. Comment se forme un trou noir ?

Dans une vidéo de deux minutes à couper le souffle, la NASA montre visuellement et graphiquement la formation d'un trou noir par la collision de deux étoiles. La vidéo est si claire que l’on comprend directement le processus de formation d'un trou noir.

On observe au départ deux corps célestes brillants qui se rapprochent dans la même orbite par la loi de l'attraction gravitationnelle, jusqu'à ce qu'ils finissent par former une hélice qui évolue en un grand cercle de feu avec un trou au centre.

Lorsqu'une étoile s'approche de l'autre, les deux se déforment par la force et se brisent en 7 millisecondes, expulsant le contenu trop dense vers l'extérieur, formant cette spirale de matière chaude. Lorsque la plus grande étoile accumule trop de matière chaude pour résister à la gravité, elle explose en formant un trou noir.

4. Y a-t-il plus de trous noirs dans notre galaxie ?

Un programme de simulation cosmologique avant-gardiste, Romulus, utilisé par les universités de Yale, Washington, Paris et Londres dans une étude coordonnée, a révélé quelque chose de très intéressant : les galaxies peuvent abriter de nombreux trous noirs supermassifs comme celui actuellement occupé par le centre de la Voie Lactée.

En d'autres termes : le trou noir supermassif que nous avons dans notre galaxie a très sûrement des frères, qui n'ont pas encore été identifiés et qui, de toute façon, auraient une taille bien plus petite.

5. La collision entre deux trous noirs

Nous avons vu qu'un trou noir peut se former par la collision entre deux étoiles, mais que se passerait-il si deux trous noirs entraient en collision ? Pour commencer, ce n'est pas une fabulation, car la possibilité est bien réelle : si deux trous noirs étaient suffisamment proches pour entrer dans la même orbite, l'un d'eux ne pourrait échapper à l'attraction gravitationnelle de l'autre.

Que se passerait-il alors ? Selon l'hypothèse, une collision incroyablement violente se produirait, de laquelle résulterait un trou noir bien plus grand. Nous n'avons en fait pas encore assisté à la collision de deux trous noirs, mais selon les observations de la galaxie NGC 6240, celle-ci est sur le point de se produire entre deux trous noirs supermassifs qui se rapprochent dangereusement.

D'autres théories suggèrent qu'ils ne fusionneraient pas pour créer un trou noir plus grand, mais que l'un repousserait l'autre, qui serait expulsé à très grande vitesse. Mais comme toutes les élucubrations autour des trous noirs, cela reste encore un mystère.


Commentaires

envoyez le commentaire