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Les Trous noirs, les portes de l'Univers

Marwa Mourad Samedi 13 Avril 2019-16:19:04 Chronique et Analyse
Les Trous noirs, les portes de l'Univers
Les Trous noirs, les portes de l'Univers

À la une de la presse internationale, jeudi 11 avril, une photo extraordinaire, la première photo jamais réalisée d’un trou noir.Cette image exceptionnelle est le fruit de la collaboration d’astronomes de 40 pays différents, qui ont combiné la puissance de huit observatoires répartis sur la planète pour réussir à voir ce trou noir hypermassif. Un monstre cosmique au cœur de la galaxie M87, à 50 millions d’années-lumière de la Terre, pas vraiment la porte à côté. Cet exploit est d’autant plus considérable que les trous noirs sont des endroits de l’univers où la force gravitationnelle est telle que rien ne peut s’en échapper, ni la matière ni la lumière, ce qui signifie que les trous noirs sont invisibles, et que ce que l’on aperçoit, à la une du journal catalan Ara, ce disque lumineux est ce qu’on appelle un "disque d’accrétion", la matière qui entoure le trou noir avant qu’il l’engloutisse. "La porte de l’Univers", s’émerveille le quotidien, dont l’enthousiasme est partagé par Le Télégramme, en France: "Vertigineux!". Le journal indique que cet objet cosmique a une masse équivalente à 6 milliards et demi de fois celle du Soleil. "Le puits de la lumière", titre avec une poésie infinie La Repubblica, en Italie, qui annonce que cette photo est LA preuve définitive de l’existence des trous noirs, prédits par la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. "Un jour historique pour l’astronomie", annonce Der Tagesspiegel. Le quotidien allemand cite, lui, la réaction d’un participant de cette aventure scientifique : "Ça ressemble aux portes de l’enfer".

La véritable photo du trou noir M87* a été dévoilée quelques minutes après le début de six conférences de presse organisées simultanément. Event Horizon devrait essayer dans les prochaines années d'obtenir de nouvelles images, cette fois ci de Sagittarius A*, le trou noir au centre de notre galaxie.

Que voit-on sur la première image de trou noir ?

Cette image ne nous montre à première vue pas grand chose. Pourtant, cette image nous permet de nous rendre compte de plusieurs phénomènes. Pour reprendre les mots du CNRS, on peut voir "une structure d'anneau avec une région centrale circulaire et obscure". Cette zone centrale est le trou noir lui même, qui se détache du fond brillant. Une image qui correspond exactement à ce que prédit la théorie de la relativité générale d'Einstein. "La structure orange correspond à la matière surchauffée autour du trou noir" poursuit le site du CNRS.Les scientifiques ce sont aussi émus de l'avancée que représente cette image. "Nous avons réussi à transformer un outil mathématique en un objet physique que l'on peut tester, observer et mesurer" a expliqué l'un des intervenants lors de la conférence de presse où l'image a été dévoilée.

Qu'est-ce qu'un trou noir ?

La nature même du trou noir rend leur observation difficile. Pour résumer : les trous noirs sont des objets astronomiques qui existent dans la théorie de la relativité générale d'Einstein, et dans la théorie des trous noirs développés par des scientifiques successifs, Wheeler à Stephen Hawking. Ce sont des objets infiniment massifs dans l'univers. Leur masse est si importante qu'absolument rien ne peut échapper à leur attraction, pas même la lumière. D'où la difficulté à les capturer sur une photo. Si leur existence n'avait pas été confirmée à 100%, on soupçonnait déjà l'existence de trous noirs dans de nombreux endroits de l'univers, y compris au centre de notre galaxie.

La photo d'Event Horizon Telescope, un exploit

Albert Einsteinsoupçonnait déjà leur existence en 1915.Pourtant, jamais aucune photo de trou noir ne nous était parvenue. Les scientifiques, réalisateurs et amateurs de science-fiction devaient se contenter jusque-là de modèles et de simulation par ordinateur. Le collectif Event Horizon Telescope (EHT) a donc présenté le résultat d'une observation croisée réalisée en 2017. Huit télescopes à travers le monde avaient ciblé simultanément deux trous noirs dans le but de produire la première image du phénomène. Depuis deux ans, la communauté scientifique attendait le résultat.Par définition, un trou noir ne renvoie aucune lumière. Pour contourner ce problème, les astronomes cherchent à observer les trous noirs par contraste. C'est-à-dire, en étudiant les contrastes et les déformations sur la matière qui l'entoure. Ou encore, en observant les "disques d'accrétion", la matière qui s'accumule aux abords des trous noirs sous forme de disque et qui devient extrêmement chaude et lumineuse. La photo d'un trou noir dévoilée par EHT est une avancée importante pour les scientifiques et pour confirmer le fonctionnement de ce phénomène."Une photo, c'est la preuve définitive de l'existence des trous noirs", s'est par exemple enthousiasmé Jean-Pierre Luminet, astrophysicien au CNRS français, auteur de la première simulation numérique d'un trou noir en 1979. Sur franceinfo, il expliquait que "même dans la communauté scientifique, il y a encore pas mal de résistance".

Le trou noir d'Interstellar, proches de la réalité ?

Les trous noirs existaient déjà comme des expériences de pensée lors des premières théories de la gravité, et notamment dans les travaux de Mitchell et de Laplace. Les premières tentatives de représentations visuelles des trous noirs date d'une quarantaine d'année. C'est le français Jean-Pierre Luminet qui est à l'origine de la première simulation d'un trou noir, en 1978, alors que les logiciels ne permettaient pas encore d'afficher les résultats des simulations graphiques. Depuis, les progrès d'informatiques ont permis des simulations et des vues d'artistes plus impressionnantes, parfois en mouvement. En 2014, le film de science-fiction Interstellar, réalisé par Christopher Nolan, contient une simulation d'un gigantesque trou noir. Le prix Nobel de physique Kip Thorne avait été consulté par l'équipe du film concernant le fonctionnement et la représentation du trou noir.

Les êtres humains ont de l'humour

En découvrant la première image d'un trou noir, beaucoup n'ont pu s'empêcher de se moquer de la photo ou bien de faire quelques comparaisons bien senties.Les scientifiques et fans d'astronomie peuvent se réjouir : il existe désormais une véritable photo de trou noir, dévoilée mercredi 10 avril ! Cet exploit a été rendu possible grâce à un consortium international de chercheurs, baptisé Event Horizon Telescope, équipé de huit télescopes. Une prouesse qui est rapidement devenue virale évidemment, jusqu'à inspirer les internautes les plus habiles en détournement d'images ! Il faut reconnaître que face aux représentations d'artistes auxquelles la science-fiction nous a habitués, cette première image d'un trou noir, situé au centre de la galaxie M87 à quelque 63 millions d'années-lumière, a pu en décevoir certains.

Sources:

- Linternaute.com

- France 24

- L’AFP

- Le Monde

- Ciel et Espace

- Centre national de la recherche scientifique(CNRS)

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