Les trous noirs

« fait, coupée de l'univers.

Schwarzschild cal­ cula qu'il devrait exister, pour chaque masse, une densité critique, qui donnerait naissance à cette région fermée de l'espace.

Si une mas­ se est resserrée au point d'être inférieure à un certain rayon appelé désormais le "rayon Schwarzschild", d'après celui qui l'a décou­ vert, sa vitesse de fuite dépassera la vitesse de la lumière .

Tout objet qui n'émet pas de ra­ diations est dit parfaitement noir.

Un objet comprimé à moins de son rayon Schwarz­ schild se comporterait par conséquent exac­ tement comme un trou noir dans l'espace.

Les travaux de Schwarzschild, à son époque, n'attirèrent pas beaucoup l'attention.

Per­ sonne, pas même Schwarzschild, ne croyait que les trous noirs pouvaient vraiment se for­ mer.

Pourtant, vers 1960, les astronomes fi­ rent, sur les cycles de vie des étoiles, des dé­ couvertes qui laissaient penser que les trous noirs pourraient bien exister, après tout.

Parmi les débris des explosions des énormes supernovae, on a découvert des résidus su­ perdenses, les étoiles à neutrons, qui étaient des ballons solides de neutrons formés par l'effondrement gravitationnel d'une étoile, jadis normale.

La matière qui constitue l'é­ toile prise dans l'étreinte de son propre champ gravitationnel est attirée de plus en plus près du centre.

En dernier lieu, les noyaux des atomes de l'étoile sont eux­ mêmes écrasés les uns sur les autres et for­ ment une étoile à neutrons de quelques centi­ mètres de diamètre seulement.

En moyenne, une pareille étoile est un mil­ liard de fois plus dense que l'eau.

Les savants ont découvert, et c'est encore plus impres­ sionnant, qu'un effondrement gravitationnel pouvait entraîner des densités bien plus gran­ des: l'étoile à neutrons elle-même pourrait s'effondrer et comprimer les neutrons en un fragment unique de matière nucléaire.

Dans une telle éventualité, les conditions seraient réunies pour la formation d'un trou noir.

L'intérêt pour les travaux de Schwarzschild se ranima soudain.

Les scientifiques, con­ frontés à i'existence probable de trous noirs, voulurent en savoir davantage à leur sujet.

Cette curiosité ne semblait aboutir qu'à une tentative sans espoir.

Comment était-il possi­ ble d'apprendre quoi que ce fût à propos d'un objet qui n'a jamais fourni la moindre information sur lui-même? Le rayon Schwarzschild est une barrière à sens unique.

Rien ne peut en sortir, même pas un rayon de lumière.

La matière ou l'é­ nergie qui y pénètre est prisonnière à jamais.

La frontière autour d'un trou noir est sou­ vent considérée comme un "horizon de l'évé­ nement", parce qu'il est impossible de dé- Ci-dessus : La taille réelle, d'après les calculs, d'un trou noir de mê­ ne masse que la Terre.

Il faudrait être éloigné d'environ 6 000 km de lui pour ressentir la même at­ traction que celle qu'exerce la Terre.

Si on était à 60 cm, on se­ rait soumis à une force cent mille milliards de fois supérieure .

A droite: Schéma en espace­ temps de l'effondrement gravita­ tionnel possible d'une étoile dont la masse est supérieure à trois fois celle du Soleil .

Lorsque l'étoile s'est effondrée au-delà d'un rayon critique- le rayon Schwar z­ schild -, son champ gravitation­ nel devient si intense que même la lumière ne peut s'en échapper .

A l'intérieur du rayon Schwarz­ schild, le trou noir continue son effondrement jusqu 'à ce qu'il de­ vienne un point géométrique dans l'espace, infiniment plus petit qu 'un petit point : une "singulari­ té".

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