Un trou noir est créé après la mort d'une étoile très massive. Le noyau de l'étoile s'effondre sur lui-même, ce qui entraine l'expulsion des couches externes de l'étoile en une gigantesque explosion : une supernova. Tout le reste de la matière se concentre en un petit point appelé singularité.
Ces trous noirs se forment par effondrement d'une étoile en fin de vie. Lorsqu'une étoile a transformé en son cœur tout son hydrogène en hélium, la gravité devient plus intense que la pression qui repousse la matière vers l'extérieur, et la matière s'effondre sur elle-même sous l'effet de son propre poids.
Au centre d'un trou noir se situe une région dans laquelle le champ gravitationnel et certaines distorsions de l'espace-temps (on parle plutôt de courbure de l'espace-temps) divergent à l'infini, quel que soit le changement de coordonnées. Cette région s'appelle une singularité gravitationnelle.
Où va ce qui entre dans un trou noir ? La matière qui entre dans le trou noir se retrouverait comprimée dans un même point central, une singularité gravitationnelle. Nos conceptions du temps et de l'espace s'effondrent dans cette singularité.
La gravité d'un trou noir, ou sa force d'attraction, est si forte qu'elle attire tout ce qui s'en approche d'un peu trop près. Le trou noir peut même avaler des étoiles entières. Rien ne peut se déplacer assez vite pour échapper à la gravité d'un trou noir. Même pas la lumière, chose la plus rapide de l'univers.
Les trous noirs jouent aujourd'hui un rôle crucial non seulement en astrophysique mais aussi en physique des particules, et en particulier dans les théories essayant d'unifier la relativité générale et la physique quantique.
Par rapport à un observateur situé loin du trou noir, tous les phénomènes se passant à proximité du trou noir semblent se dérouler plus lentement. Une horloge avancerait à un rythme plus lent. En quelque sorte, donc, les trous noirs ralentissent le temps.
Le principe d'un trou noir est que sa force gravitationnelle est tellement forte que rien ne peut en ressortir, même pas les rayonnements électromagnétiques (lumière visible, rayons X, gamma, etc.) qui se déplacent dans le vide à la vitesse de la lumière.
L'explosion d'un trou noir
Lorsque la masse commence à devenir très faible, la température augmente rapidement et l'évaporation atteint une vitesse foudroyante. Finalement, le processus se termine avec une explosion qui marque la disparition du trou noir.
Il y a donc une limite à la concentration de la matière dans un trou noir, qui est de 10-35 mètres. À partir de cette limite, la géométrie de l'espace-temps s'inverse, permettant à la matière, qui avant se contractait, d'être expulsée. Dès lors, un trou blanc « se forme à la fin de la vie [du] trou noir.
La recherche indique que les trous noirs sont plus susceptibles de se produire lorsque l'alcool pénètre rapidement dans la circulation sanguine, entraînant une augmentation rapide de la CAS. Cela pourrait se produire si quelqu'un boit à jeun ou consomme de grandes quantités d'alcool en peu de temps.
Il est donc raisonnable de considérer qu'en étant dans l'Univers, nous sommes en fait dans un trou noir. Cela est équivalent avec l'affirmation selon laquelle il nous est impossible de savoir ce qui se trouve au-delà de l'horizon visible, puisque cet horizon est un rayon de Schwarzschild.
Les particules sont attirées au centre avec une force démesurée, toutes de plus en plus comprimées, jusqu'à ce qu'il ne reste plus rien, vraiment plus rien. Au centre d'un trou noir, on retrouve ce qui s'apparente à une lentille noire, lieu où la force de la gravité est telle que même la lumière y est absorbée.
L'énergie noire compterait pour plus de 68% du total masse-énergie de l'Univers (avec environ 5% de matière ordinaire sous forme d'astres, de gaz et de poussière, et 26% de matière noire, un autre mystère).
Le trou noir M87* a une masse de l'ordre de 6,5 × 109 masses solaires et un rayon de 19 milliards de kilomètres ; son diamètre est donc de 38 milliards de kilomètres, ou 35 heures-lumière ; comme il est situé à 53,5 millions d'années-lumière de la Terre, son diamètre apparent serait de 15,5 μas (microsecondes d'arc).
Finalement, des trous noirs isolés peuvent être détectés au moyen de l'effet de «lentille gravitationnelle». Les objets massifs dévient en effet la lumière. Si un trou noir passe exactement sur la ligne qui relie un observateur et une étoile lointaine, l'étoile apparaîtra soudainement plus brillante.
Pour un trou noir d'une masse solaire, c'est une durée inobservable, 1064 ans. Un trou noir de 1012 kilogrammes s'évaporerait en quelque 1010 années, soit à peu près l'âge de l'Univers. Par conséquent, tous les trous noirs primordiaux de cette masse devraient actuellement se trouver en fin de vie.
Généralement, un trou noir absorbe toute la matière qui s'approche "trop près" de lui. A l'heure actuelle, plusieurs théories sont proposées pour expliquer ce que devient cette matière: → Certains scientifiques émettent l'hypothèse que toute la matière absorbée passe dans un autre univers que le nôtre.
Étonnamment, ils ne le sont pas! À l'intérieur des trous noirs et autour d'eux, le champ gravitationnel est tellement puissant que rien ne parvient à s'échapper, ni même la lumière. Cela signifie que les trous noirs n'émettent aucune onde lumineuse et n'ont donc aucune couleur.
Il peut s'agir d'un problème touchant l'ampoule à laquelle il est raccordé ; ou de fils électriques défectueux ; ou encore d'un bouton poussoir qui ne fonctionne plus correctement.
Quand la lumière passe à côté, au lieu d'aller sur une ligne droite, elle va être courbée. C'est ce qu'appelle une géodésique de l'espace -temps. Plus le trou noir est compact, plus il est massif, plus la trajectoire de la lumière va être déviée. Cela marche pour tous les corps, y compris pour la Terre ou le Soleil.
Un trou noir est facilement évitable et ne présente aucun danger si détecté.
Lauréat du prix Nobel de physique en 1983, il décrit le phénomène de « trou noir », terme est inventé par le physicien américain John Wheeler en 1967. En 1971, les astronomes découvrent le premier trou noir en étudiant la constellation du cygne.
Un trou blanc, aussi appelé fontaine blanche, est un objet théorique susceptible d'exister au sens où il peut être décrit par les lois de la relativité générale, mais dont l'existence dans l'Univers est considérée comme hautement spéculative.
La probabilité de collision est quasi nulle car un trou noir stellaire est très petit (10km de rayon pour le plus petit. Les astres (planètes ou étoiles) qui passent trop près se font désintégrer par l effet de marée bien avant d'être éventuellement absorbés beaucoup plus tard.