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S’interroger sur ce phénomène cosmique, c’est clairement garder les gens éveillés la nuit – il est temps de le coucher.
Qu’est-ce qu’un trou noir?
Vous en avez certainement entendu parler – vous savez qu’ils sont une énigme sombre et puissante de l’espace lointain, mais savez-vous vraiment ce qu’ils sont et comment ils fonctionnent?
Les trous noirs sont des endroits dans l’espace où la gravité est si immensément forte, en raison de la quantité massive de matière qui y est pressée par rapport à leur taille, que rien ne peut échapper à son attraction.
Ni les planètes, ni les étoiles, ni même les radiations électromagnétiques telles que la lumière.
Parce qu’aucune lumière ne peut s’échapper, les trous noirs ne peuvent pas être vus – ils sont invisibles, apparaissant noirs sur le fond de l’espace.
La seule façon dont les scientifiques connaissent leur existence est d’utiliser des télescopes spécialisés pour observer le comportement des étoiles et des gaz qui les entourent, et comment leur comportement change à mesure que leur distance par rapport au trou noir varie.
Existe-t-il différents types?
Il existe en effet quelques types de trous noirs – les plus petits sont aussi minuscules qu’un seul atome, mais ils contiennent la masse d’une grande montagne.
Pour mettre cela en perspective: une gouttelette d’eau contient 2 000 000 000 000 000 000 000 (deux sextillions) d’atomes d’oxygène et deux fois plus d’hydrogène.
Imaginez ce nombre de grandes montagnes écrasées dans la taille d’une goutte d’eau… c’est dense!
Il y a aussi des trous noirs «stellaires», qui sont beaucoup plus grands, et se forment lorsque le centre de très grandes étoiles meurt et s’effondre sur eux-mêmes.
Les plus grands trous noirs sont appelés «supermassifs», et leur nom cool est certainement mérité.
Ces trous noirs ont des masses égales à plus d’un million de notre soleil mis ensemble et se trouvent au centre des galaxies.
Vous connaissez peut-être la forme de notre galaxie, la Voie lactée; cela ressemble à une spirale tournant autour d’un noyau central – et il y a une raison à cela.
Notre galaxie, comme toutes les autres galaxies, est en orbite autour d’un trou noir supermassif, la spirale apparaissant plus serrée au centre en raison de l’attraction gravitationnelle plus élevée que ces étoiles subissent par rapport aux étoiles plus éloignées.
Vous serez heureux de savoir que notre système solaire fait partie intégrante de cette dernière catégorie!
Alors, que se passe-t-il si une personne entre dans un trou noir?
Ah, la question brûlante – accrochez-vous à vos casques spatiaux car c’est sur le point de devenir bizarre!
Rappelez-vous que je vous ai dit que les trous noirs avaient une attraction gravitationnelle exceptionnellement forte?
Le scientifique légendaire Albert Einstein a déterminé que la gravité, si elle est suffisamment forte, peut déformer l’espace et le temps tels que nous les connaissons et les faire courber.
Par conséquent, si un objet est suffisamment dense (pensez à toutes les montagnes dans une seule goutte d’eau!), Il peut littéralement se courber sur lui-même et creuser un trou dans le tissu de l’espace.
Plus vous entrez dans le terrier, plus il est déformé et mutilé jusqu’à atteindre la «singularité».
C’est le point où la courbe de l’espace et du temps devient infinie; l’espace et le temps alors que les concepts perdent leur sens, et les lois de la physique, qui reposent sur l’espace et le temps pour être constantes, ne s’appliquent plus.
Donc, si quelqu’un devait entrer dans un trou noir, la réalité se diviserait en quelque sorte.
Théories de Hawkin et d’Einsteins.
Il y a quelques possibilités théoriques, et ce qui se passerait dépendra aussi de votre point de vue – êtes-vous celui qui tombe ou êtes-vous un spectateur?
Les deux points de vue seraient différents, mais les deux sont scientifiquement corrects et se produisent simultanément.
Ouaip. Je vous ai dit que c’était bizarre. Décompressons cela un peu plus loin.
Disons que vous êtes celui qui tombe – tout commence par «l’horizon des événements».
C’est le bord théorique d’un trou noir où sa force gravitationnelle contrecarre précisément l’effort de la lumière pour y échapper.
Une fois que vous avez dépassé l’horizon des événements, il n’y a pas de sortie.
Il y a deux possibilités ici: vous tombez au-delà de l’horizon des événements complètement indemne, ou vous êtes grésillé dans une ombre brûlée de cendres spatiales par le rayonnement de Hawking.
Le rayonnement thermique est émis par les trous noirs à l’horizon des événements en raison d’effets quantiques et porte le nom du célèbre physicien Stephen Hawking qui a correctement prédit son existence.
Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, la première possibilité se produirait – vous navigueriez doucement au-delà de l’horizon des événements dans le trou noir sans même une bosse ou une brûlure.
C’est parce que vous êtes techniquement en chute libre, et en chute libre, vous ne ressentez aucune gravité – et vivez le reste de votre vie naturelle assez paisiblement – jusqu’à ce que vous manquiez de soutien vital ou que vous ayez approché la singularité.
En effet, à mesure que vous vous rapprochez de la singularité, la gravité devient sensiblement plus forte.
En supposant que vous tombiez les pieds en premier, vos pieds seraient soumis à une force gravitationnelle plus forte avant que votre tête ne le soit, et vous étireraient jusqu’à ce que vos molécules se déchirent simplement.
Pas une fin très agréable, mais les scientifiques ont un terme brillant pour cet effet – «spaghettification».
Quelqu’un qui vous regarde ne pourra jamais réellement vous voir traverser l’horizon des événements car une fois que vous l’avez dépassé, la lumière que vous réfléchissez ne peut plus s’échapper.
Ce qu’ils verraient en théorie, cependant, serait que vous tombiez de plus en plus lentement vers l’horizon des événements et que vous deveniez rouge.
En effet, plus vous vous rapprochez, la lumière se plierait vers l’extrémité infrarouge du spectre électromagnétique, et plus elle échapperait à la gravité du trou noir.
Mais techniquement, cela n’a pas d’importance – ce qui doit se passer pour ne pas enfreindre les lois de la physique quantique, c’est que vous restiez à l’extérieur du trou noir.
C’est parce que ces lois stipulent que les informations ne peuvent pas être perdues – même si cela signifie que vous êtes brûlé!
Quelle réalité est vraie alors?
Voici la vérité – les scientifiques sont aux prises avec la nature des trous noirs depuis des années et ne peuvent pas décider, car définir l’une ou l’autre réalité comme la vérité enfreindrait l’une des lois scientifiques que nous considérons comme un fait.
Les physiciens appellent cette énigme le «paradoxe de l’information sur le trou noir».
Un certain nombre de résolutions ont été proposées, mais chacune soulève plus de dilemmes qu’elle ne répond.
Ugh, ahurissant.
Alors je sais ce que tu penses… devrais-je m’inquiéter de tout ça? Un trou noir pourrait-il apparaître soudainement et engloutir la Terre?
Eh bien, laissez-moi vous rassurer. Les trous noirs ne tournent pas autour de l’espace, faisant des ravages et engloutissant la matière spatiale.
La Terre n’a pas pu être aspirée dans un trou noir car il n’y a pas de trou noir assez près de notre système solaire pour que cela se produise.
« Mais qu’en est-il si notre soleil s’effondre et fait un trou noir! » Je t’entends pleurer. Notre soleil ne se transformera jamais en trou noir, simplement parce que ce n’est pas une étoile assez grande pour le faire.
Même si c’était le cas, la gravité du trou noir formé serait la même que celle de notre soleil, et la Terre, tout comme toutes les autres planètes de notre système solaire, continuerait à tourner autour d’elle exactement comme nous le faisons actuellement.
Phew!
En conclusion
La rédactrice scientifique Amanda Gefter a écrit: «C’est le problème des trous noirs. Ce ne sont pas seulement des obstacles gênants pour les voyageurs de l’espace. »
«Ce sont aussi des laboratoires théoriques qui prennent les bizarreries les plus subtiles des lois de la physique, puis les amplifient à des proportions telles qu’elles ne peuvent être ignorées.
Oubliez les effets de tomber dans un trou noir dans l’espace lointain, leur effet réel sur l’humanité se produit beaucoup plus près de chez nous – comment ils nous font remettre en question ce que nous savons sur la nature de notre réalité.
