Exceptionnels à bien des égards, les trous noirs figurent parmi les objets célestes les plus impressionnants de l’Univers, mais aussi parmi les plus mystérieux. Certains de leurs secrets, cependant, ont déjà pu être percés à jour.
Un trou noir
1. N’importe quoi peut se transformer en trou noir
La seule vraie différence entre le Soleil et un trou noir est leur composition. Car le second est fait de matière extrêmement dense, lui octroyant son très fort champ gravitationnel, le même qui lui permet de tout piéger, y compris la lumière, et c’est la raison pour laquelle les trous noirs ne sont pas visibles.
Mais théoriquement, tout peut être transformé en trou noir à condition d’être suffisamment dense. Par exemple, en rétrécissant le Soleil à une taille de moins de 6 km de diamètre, cela le transformera en trou noir. Et le même raisonnement peut s’appliquer à n’importe quoi, comme à la Terre ou à un corps humain. Mais en réalité, nous ne connaissons pour l’instant qu’une manière effective de créer un trou noir : qu’une étoile 20 à 30 fois plus massive que le Soleil s’effondre sur elle-même.
Ces caractéristiques des trous noirs sont incroyables car elles témoignent du caractère exceptionnel de ces objets uniques en leur genre où les lois physiques que nous connaissons sont remises en question.
2. Ils semblent s’évaporer
En 1974, le physicien et cosmologiste britannique Stephen Hawking a décrit le « rayonnement de Hawking ». Celui-ci disperserait la masse de chaque trou noir dans l’espace jusqu’à ce qu’il ne reste plus rien de l’objet, ce qui vaut aussi au phénomène le nom d’« évaporation des trous noirs ».
Vue d’artiste d’un trou noir s’évaporant
3. Ils ralentissent le temps
Théoriquement, un corps en mouvement « vieillira » toujours moins vite qu’un corps inactif. Et si à l’échelle terrestre, il est difficile de mesurer cette différence, qui reste infime, dans un trou noir, le phénomène est bien plus évident. Car une fois l’horizon des évènements franchi, soit le point de non-retour de l’objet, la vitesse de déplacement atteinte est si grande que le temps va littéralement ralentir.
4. Il en existe un gigantesque au milieu de notre galaxie
Les scientifiques estiment qu’il existe un trou noir supermassif au centre de presque toutes les galaxies, y compris la nôtre. Ceux-ci ancrent les galaxies et les maintiennent en un tout dans l’espace.
Le trou noir au centre de la Voie lactée, Sagittarius A, est plus de 4 millions de fois plus massif que le Soleil. Et même s’il serait relativement en sommeil actuellement, les scientifiques pensent qu’il y a 2 millions d’années, ce trou noir gigantesque situé à 30 000 années-lumière aurait émis une explosion suffisamment lumineuse pour avoir été visible depuis la Terre.
5. Ils peuvent produire plus d’énergie que le Soleil
Les objets qui se trouvent sur le disque de matière qui orbite autour d’un trou noir, au niveau de ce qu’on appelle l’« horizon des évènements », se déplacent si rapidement qu’ils se réchauffent à des milliards de degrés, ce qui permet de transformer la masse de la matière en énergie sous la forme du « spectre du corps noir ».
En comparaison, si la fusion nucléaire du Soleil convertit environ 0,7 % de la masse en énergie, la réaction qui se produit à l’horizon des évènements d’un trou noir fait passer cette proportion à 10 %.
6. Ils attirent l’espace autour d’eux
L’espace-temps étant un plan, les objets qui s’y trouvent déforment ce plan selon leur masse. C’est ainsi que les trous noirs, objets massifs et très denses, courbent tant l’espace-temps que rien ne peut s’en échapper, pas même la lumière.
Le plan de l’espace-temps
7. Ils peuvent engendrer de nouveaux univers
D’une manière simplifiée, on peut affirmer que notre univers réunit des conditions extrêmement précises permettant la vie. Une très légère modification d’un de ces paramètres aurait ainsi pu empêcher des évènements comme l’agrégation de la matière, donc des étoiles, des planètes, etc.
Or au coeur d’un trou noir, les lois classiques de la physique ne s’appliquent plus, ou en tout cas pas de la même manière, ce qui pourrait, en théorie, modifier les paramètres de l’Univers et en créer un nouveau légèrement modifié.
8. Ils vous étirent comme des spaghettis
Par leur très grande force d’attraction, les trous noirs ont cette capacité à étirer un objet comme un filament lorsqu’il en est suffisamment proche. On parle alors de « spaghettification ». Cela se produit sous une extrême gravité, alors que le bas de l’objet est soumis à une attraction bien plus forte que le haut.
9. Einstein n’est pas à l’origine de leur découverte
Bien que la théorie de la relativité d’Einstein prédise l’existence des trous noirs, c’est Karl Schwarzschild qui fut le premier à utiliser les équations révolutionnaires du célèbre physicien pour démontrer que ces gigantesques objets célestes pouvaient se former.
Il publia ses travaux en 1915, la même année que la publication de la théorie de la relativité d’Einstein. On en tira ainsi le terme de « rayon de Schwarzschild », soit, grossièrement, le niveau de la compression à exercer sur un objet pour qu’il devienne un trou noir. Avant Schwarzschild, John Michell avait prédit l’existence d’« étoiles noires » si massives ou si compressées qu’elles auraient exercé une attraction gravitationnelle si forte que même la lumière n’aurait pu s’en échapper.
10. Ils n’« aspirent » pas vraiment leur environnement
Les trous noirs n’aspirent pas les objets, comme on a souvent tendance à le penser. En réalité, c’est leur très fort champ gravitationnel qui les attire à lui et plus on se rapproche d’un trou noir, plus son attraction est puissante. Ainsi, à titre d’exemple, si le Soleil était remplacé par un trou noir de masse égale, la Terre ne serait pas aspirée. Elle continuerait à orbiter de la même manière qu’elle le fait déjà.
