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 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.
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.
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.
Un trou noir a une vitesse de libération plus grande que la vitesse de la lumière. La lumière ne peut donc jamais sortir d'un trou noir. Comme aucun objet dans l'univers ne peut dépasser la vitesse de la lumière, aucun objet ne peut atteindre la vitesse de libération d'un trou noir : rien ne peut donc s'en échapper.
La découverte des trous noirs
Pour la Terre, cette vitesse de libération est de 11,2 kilomètres par seconde, soit dans les 40 000 km/h. La vitesse de libération augmente avec la masse du corps et diminue avec son rayon.
Les plus petits (de masse inférieure à deux fois la masse du Soleil) se seraient formés peu après le Big Bang, mais leur existence n'est pas encore confirmée à l'heure actuelle. Il y a ensuite les trous noirs de quelques masses solaires qui sont créés suite à l'effondrement gravitationnel d'une étoile massive.
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).
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.
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.
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).
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.
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.
Le terme « trou noir » a été inventé par le physicien américain John Wheeler, en 1967, pour décrire une concentration de masse-énergie qui s'est effondrée gravitationnellement sous sa propre force d'attraction et qui est devenue si compacte que même les photons ne peuvent se soustraire à cette force gravitationnelle.
Une récente mission de la NASA a repéré un trou noir supermassif dont le jet hautement énergétique est dirigé directement vers la Terre : Markarian 421. Néanmoins, il n'y a pas lieu de s'inquiéter pour l'instant. Cet événement cosmique impressionnant se trouve à près de 400 millions d'années-lumière de la Terre.
Un trou noir est facilement évitable et ne présente aucun danger si détecté.
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.
Les trous noirs, avancent les chercheurs, ne peuvent pas dépasser la masse de 50 milliards de soleils.
La première image du trou noir au centre de notre galaxie enfin dévoilée! Il s'appelle Sagittarius A* et il trône au centre de la Voie lactée: ce trou noir supermassif vient d'être «photographié» par les scientifiques de l'Event Horizon Telescope.
Le temps que met un trou noir à s'évaporer est proportionnel au cube de sa masse initiale. 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.
Grâce au télescope Hubble, un trou noir vient d'être découvert à quelques encablures de notre planète après douze années de recherche. Situé à seulement 6.000 années-lumière de la Terre, il a été repéré au cœur de Messier 4, un amas globulaire dans la constellation du Scorpion.
Le trou noir lui-même est invisible, au centre de la zone noire centrale. De tels objets ne peuvent ni émettre, ni diffuser la lumière et sont donc noirs, ce qui en astronomie revient à dire qu'ils sont optiquement invisibles.
En astrophysique standard, les trous noirs naissent de l'effondrement d'étoiles massives lorsqu'elles ont brûlé tout leur combustible. Dans le cadre de la physique usuelle, il est donc impossible de créer des trous noirs sur Terre.
Et comme tous les trous noirs, il lui arrive d'émettre des rayons X lorsqu'il absorbe la matière qui lui tourne autour, irrésistiblement attirée par sa force gravitationnelle. Rien que du très classique pour nos connaissances actuelles.
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.