Les trous noirs et leurs effets

Qu'est ce qu'un trou noir ?

Les trous noirs sont en quelque sorte les cadavres des immenses étoiles: ils se forment après l'éclatement de l'une d'elles possédant une masse au moins 6 fois supérieures à la masse solaire, éclatement donnant naissance à une super nova (En astronomie, une nova est une étoile qui devient très brutalement extrêmement...). Lors de cette explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...), cette étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) perd une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) énorme de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) et se transforme en étoile à neutrons: c'est donc une boule de matières composée uniquement de neutrons et est donc extrêmement dense. Si ce "cadavre (Le cadavre est ce qui reste du corps d'un organisme vivant humain ou animal dans la période...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...)" à une masse supérieure à 3 fois celle de la masse solaire (En astrophysique, la masse solaire est l'unité de masse conventionnellement utilisée pour les...), il possède toutes les caractéristiques pour devenir un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...).

La vie (La vie est le nom donné :) d'une étoile:


Les trous noirs sont si massifs qu'ils absorbent tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...), même la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...). Comme nous, qui sommes attirés par la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Un trou noir n'est pas nécessairement grand, mais il attire tout. Personne ne peut voir un trou noir car comme son nom l'indique, ils sont noirs. En, effet, aucune lumière ne peut s'en échapper car la vitesse de libération (La vitesse de libération (aussi appelée vitesse d'évasion, vitesse parabolique, vitesse de...) de la lumière (vitesse nécessaire pour s'échapper d'un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) gravitationnel) n'est pas assez grande pour que celle-ci puisse s'échapper du champ gravitationnel des trous noir: leur densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) est des milliards de fois supérieure à celle de tous les corps que nous connaissons. Tout ce qui entre dans un trou noir est énormément compacté. Par exemple, si la Terre entrait (L'entrait (ou tirant) - terme de charpente - est un élément de la ferme. C'est une...) dans un trou noir, elle deviendrait grosse comme une bille de 2 cm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...). Un trou noir pourrait avoir l'allure suivante dans l'espace.

La formation d'un trou noir décrite plus haut est le procédé naturel de création des trous noirs, mais, dans les faits, il serait possible d'en créer un en comprimant n'importe quelle masse au sein d'une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...) de rayon égal à 9/8 de son rayon de Schwarzschild (Le rayon de Schwarzschild est défini comme le rayon critique prévu par la géométrie de...) qui est définit comme suit:

ou (1), Rs (Km) = 2,95 M (M¤)

Où G est la constante de gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) universelle, M la masse du trou noir et c la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour...).



On l'appelle rayon de Schwarzschild en l'honneur du premier théoricien à étudier les trous noirs au début du siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...). La possibilité théorique de rencontrer des trous noirs de masse relativement petite amena (Orange est aujourd’hui une marque commerciale propriété de l'entreprise internationale...) les astrophysiciens à postuler l'existence de mini (MINI est une marque automobile de BMW Group. L'ancien modèle Mini était construit par MG Rover.) trous noirs de taille inférieure à celle d'un atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que...) mais avec des masses de près d'un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent...) de tonnes.

Représentation de l'aspect qu'un trou noir pourrait avoir dans l'espace:

Comment s'y prend-on pour detecter les trous noirs ?

Comme dit plus haut, la densité des trous noirs est telle qu'ils attirent tout, même la lumière qui pourtant, selon une théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...), n'a pas de masse. Ceci explique donc qu'ils ne sont pas visibles.

Les trous noirs peuvent être repérés grâce a l'attraction qu'ils exercent sur leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...): un corps qui a une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) anormalement modifiée sans présence d'un autre corps susceptibles de modifier celle-ci peut donc laisser présager qu'un trou noir se situe aux alentours.

Une autre méthode qui permet de les repérer est la réception des rayons gamma et des photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) X qui sont émis par le disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) d'accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par...) du dit trou noir, au moyen de télescopes hors atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) tel que Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...). Beaucoup de missions ont eu lieues telles SIGMA en 1989 ou Compton-Observatory en 1991.

Une troisième méthode: le repérage de ces trous noirs à l'aide des super géantes bleues. En effet, ces étoiles portent ce nom car elles se situent à proximité d'un trou noir. Leurs couches externes sont absorbées par celui-ci. Seul la lumière bleue parvient à s'échapper de l'attraction du trou noir d'où la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) bleue de ces étoiles.

Quatrième et dernière méthode: les étoiles doubles. Une étoile peut apparaître double car un trou noir qui se trouverait entre l'observateur et l'étoile détourne une partie de la lumière émise par l'astre pour créer une deuxième image dont l'intensité serait plus faible mais néanmoins identique.

L'effet de lentille gravitationnelle

Aux alentours d'un trou noir, tout est dévié: la lumière qui passe à proximité en est un exemple. Comme le montre la photo ci-dessous, la lumière qui passe à proximité d'un trou noir est soit aspirée par celui-ci (si elle passe trop près, donc sa vitesse (On distingue :) de libération est trop faible), soit déviée de sa trajectoire initiale. C'est ce qu'on appelle l'effet de "lentille". Par exemple, si un trou noir venait à passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) entre la Terre et une étoile, on pourrait voir une deuxième image de celle-ci malgré un étincellement plus faible. Les deux images de cette étoile représentent pourtant belle et bien le même astre.



Nous avons retrouvé une simulation sur ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) de ce phénomène. Sur la photo du haut, les lois de Newton ont été utilisées. Sur celle du bas, on y retrouve les lois d'Einstein.





Images de la simulations: en bas, la balle a été supprimé pour des raisons d'affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du...).

Sur l'image concernant les lois de Newton, on voit que l'attraction gravitationnelle de la balle crée une petite colline d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...). Sur celle concernant les lois de Newton, on constate que tout l'espace temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) est déformé sous l'effet de l'attraction gravitationnelle de la balle noir. Les trous noirs sont encore définis de manières incertaines par les physiciens.
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