Les trous noirs ne sont pas des aspirateurs cosmiques diaboliques, et d’autres idées fausses

« Les trous noirs sont terribles pour manger des choses. »

Les trous noirs peuvent souvent être mal compris. Ou confondu avec quelque chose de mal.

Quels sont-ils, en fait ? Ce sont des objets intensément fascinants dans l’espace, des endroits où la matière a été réduite en une zone extrêmement compacte. Si la Terre était (hypothétiquement) écrasée dans un trou noir, elle ferait moins d’un pouce de diamètre. Pourtant, l’objet serait toujours extrêmement massif, car il contiendrait l’intégralité de la masse de notre planète.

Le résultat? Un endroit avec une attraction gravitationnelle si forte que même la lumière ne peut s’en échapper. (Les choses avec plus de masse ont une attraction gravitationnelle plus forte.)

Cela peut faire apparaître les trous noirs comme des objets omnipotents et terrifiants, avec un régime insatiable d’étoiles et de planètes. Mais ce n’est pas le cas. Ce ne sont pas des menaces dans le cosmos. Comme l’astrophysicien Misty Bentz l’a dit à Indigo Buzz, à la suite de la première image jamais prise d’un trou noir : « Nous avons tendance à anthropomorphiser ces choses. Mais en réalité, les trous noirs ne sont pas mauvais, méchants ou effrayants. Ils le sont tout simplement. »

Ci-dessous, nous abordons les idées fausses sur les trous noirs, y compris Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, la Voie lactée. Les astronomes ont récemment capturé une image sans précédent de ce monstre cosmique.

• Des choses étranges et inattendues se produisent sur Neptune

• Beaucoup des plus grandes découvertes du télescope Webb ne proviendront pas d’images étonnantes

• Que se passe-t-il réellement dans cette photo énigmatique du trou noir ?

Les trous noirs n’ont pas de pouvoirs gravitationnels particuliers

Rien de ce que nous connaissons ne peut s’échapper de l’intérieur d’un trou noir. Quelque chose devrait se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière – voyager de la Terre à la Lune en environ une seconde – pour s’évader. Cela pourrait donner l’impression que les trous noirs exercent une puissance gravitationnelle démesurée. Mais ce n’est pas exactement le cas.

« Il n’y a rien d’exceptionnellement spécial dans la gravité d’un trou noir », a déclaré Douglas Gobeille, astrophysicien et chercheur sur les trous noirs à l’Université de Rhode Island, à Indigo Buzz.

En fait, si le Soleil était remplacé par un trou noir de même masse, la plupart des planètes continueraient leur mouvement autour du Soleil comme elles le font actuellement, seules les planètes les plus proches percevant des forces de marée. du trou noir. Et si la Terre était remplacée par un trou noir de même masse, l’orbite de la Lune ne changerait pas beaucoup non plus. C’est parce que la masse autour de laquelle ils orbitent reste la même.

Mais la situation change lorsque quelque chose s’aventure près d’un trou noir (« près » est relatif et dépend de la taille du trou noir). Ce qui est unique dans les trous noirs, c’est à quel point quelque chose peut se rapprocher de l’intégralité d’un objet aussi massif et intensément compact. Si vous visitiez d’une manière ou d’une autre la surface du soleil, vous ne seriez toujours pas immédiatement à côté d’un objet ayant presque la densité d’un trou noir. Pour les trous noirs supermassifs, qui sont des millions à des milliards de fois plus massifs que le soleil, « relativement proches » pourrait signifier 100 millions de kilomètres.

« Vous ressentiriez une gravité exceptionnelle si vous vous approchiez d’un trou noir », a déclaré Gobeille.

Les trous noirs n’aspirent pas tout sans relâche

Ce n’est pas parce que les trous noirs peuvent exercer une puissante attraction gravitationnelle sur les objets qui passent, que les trous noirs sont là-bas « aspirant » des choses dans le cosmos.

« Certaines personnes imaginent qu’elles sont des Hoovers (aspirateurs) dans le ciel », a déclaré à Indigo Buzz Jean Creighton, astronome et directeur du Planétarium Manfred Olson de l’Université du Wisconsin-Milwaukee. « Bien sûr, ce n’est pas vrai. » Si c’était le cas, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée inhalerait continuellement de nouvelles étoiles, ce qui, heureusement pour nous, n’est pas le cas. « Ce ne sont pas des aspirateurs, sinon nous serions dans un », a convenu Gobeille.

Mais la matière ou la lumière qui passe à proximité peut être entraînée autour d’un trou noir. Pourtant, seule une petite quantité de cette substance tombe réellement dans un trou noir et est « consommée », pour ne jamais revenir.

« Les trous noirs sont terribles pour manger des choses. Ce sont des mangeurs notoirement difficiles », a déclaré Gobeille.

Les trous noirs sont terribles pour manger des choses.

Cependant, à mesure que la matière se rapproche d’un trou noir, les choses deviennent intenses. Les objets comme les étoiles sont littéralement étirés, ou « spaghettifiés », par traction gravitationnelle. Ce matériau s’accumule dans un anneau, appelé disque d’accrétion, où le matériau tourne rapidement et est surchauffé à des millions de degrés. (Un disque d’accrétion chaud a permis aux astronomes d’imager le tout premier trou noir ; le disque a révélé le trou noir.) Finalement, une partie de cette substance accumulée se transforme en spirale dans le trou noir, mais une grande partie est renvoyée dans l’espace : le mouvement naturel rapide et rotatif du disque éjecte le matériau.

C’est certainement une situation de restauration désordonnée. « Il est assez difficile pour les trous noirs de se nourrir de manière efficace », a expliqué Gobeille. Seulement environ un pour cent de la matière cosmique tirée autour du trou noir supermassif Sagittarius A * de la Voie lactée tombe réellement, note la NASA.

Mais quand quelque chose tombe dans un trou noir, cela signifie qu’il a passé un point de non-retour appelé « l’horizon des événements ». « C’est le dernier point », a déclaré à Indigo Buzz Marco Ajello, un astrophysicien de l’Université de Clemson qui étudie les trous noirs et les galaxies supermassifs. Hypothétiquement, a-t-il expliqué, une personne pourrait toujours utiliser une lampe de poche juste à l’extérieur de l’horizon des événements. Mais une fois qu’ils ont traversé, cette lumière ne peut plus s’échapper dans l’univers.

« La plupart des trous noirs sont assis là tranquillement. »

La majorité des trous noirs, cependant, ne mangent rien activement. C’est parce qu’ils ne cherchent rien, ni n’aspirent quoi que ce soit. Comparés aux galaxies qu’ils occupent, même les trous noirs supermassifs occupent des espaces minuscules. Les choses doivent passer.

« La plupart des trous noirs sont assis là tranquillement », a expliqué Ajello.

Les trous noirs ne sont pas exactement des trous, n’est-ce pas ?

Les trous noirs contiennent clairement une quantité exceptionnelle de matière. Ils ont une forme (sphérique). Et d’autres matières interagissent avec les trous noirs. Ainsi, les astrophysiciens les classent souvent comme des objets, bien qu’inhabituels. « C’est un objet fantastiquement bizarre », a déclaré Ajello.

Étiqueter un trou noir comme un « objet » ou une « chose » est approprié, a déclaré Dominic Pesce, astrophysicien au Center for Astrophysics-Harvard and Smithsonian qui étudie les trous noirs supermassifs, à Indigo Buzz. Et d’autres pourraient raisonnablement choisir de les décrire comme une «région», a-t-il noté

Mais si quelqu’un insiste sur le fait que les trous noirs sont en effet des « trous », il a également un argument raisonnable.

« Je pense même qu’il y a lieu de faire référence aux trous noirs comme des » trous « dans l’univers observable, dans le sens où ils renferment une région de l’espace-temps sur laquelle les observateurs externes ne peuvent glaner aucune information », a déclaré Pesce.

Les trous noirs ne sont pas des aspirateurs cosmiques implacables dotés de pouvoirs gravitationnels artificiels. Mais la conception commune selon laquelle ils sont profondément étranges est définitivement réelle. De nombreux aspects des trous noirs restent mystérieux, en particulier leur intérieur.

« Nous n’avons aucun moyen de sonder l’intérieur d’un trou noir », a expliqué l’astronome Creighton. Les chercheurs ne peuvent que théoriser ce qui pourrait s’y passerun royaume où l’on pense que l’espace et le temps se décomposent.

Ce que nous savons des trous noirs vient de la façon dont les choses interagissent avec eux – en dehors de leur horizon des événements, bien sûr. Lorsqu’un trou noir déchiquette ou consomme une étoile, par exemple, le disque tourbillonnant de matériau surchauffé du trou peut briller ou éjecter des rafales d’énergie dans l’espace. Parfois, ces objets invisibles peuvent essentiellement crier dans le cosmos. Nos télescopes et antennes radio spécialiséscomme celles utilisées par les astronomes qui ont récemment imagé le trou noir au centre de notre galaxie, détectent cette énergie, qui révèle leur activité ou leur existence.

Dans les années à venir, ces instruments géants continueront de dévoiler plus de secrets sur les curieux trous noirs de notre univers et de capturer des images sans précédent. Sans eux, nous serions dans le noir.

« Ce que les humains peuvent littéralement voir et entendre dans l’univers n’est presque rien », a déclaré Gobeille.