[Question Annexe] : C'est quoi un Trou Noir ?
Bonjour !
Si tu arrives sur cet article, c'est probablement parce que tu as lu cette question et que tu te demandes "Mais au fait, c'est quoi un Trou Noir ?"
Eh bien je vais essayer de te l'expliquer dans cette Question Annexe.
Si tu arrives sur cet article, c'est probablement parce que tu as lu cette question et que tu te demandes "Mais au fait, c'est quoi un Trou Noir ?"
Eh bien je vais essayer de te l'expliquer dans cette Question Annexe.
Pour mieux comprendre ce que je vais t'expliquer, je te conseille de lire la Question Annexe "C'est quoi la gravité ?" car nous en aurons besoin ici. Mais tu n'es pas obligé.e !
Qu'est-ce qu'un trou noir ?
Pour
parler de trou noir, il faut d'abord comprendre qu'on regarde l'univers
à travers un prisme qui n'est pas celui de la physique habituelle,
celle qu'on "vit" tous les jours. On regarde l'univers par le prisme de
la "relativité générale". Pour faire très simple, il s'agit de
considérer que l'univers n'est pas seulement constitué de 3 dimensions
d'espace (ce qui renverrait aux abscisse, ordonnée et altitude que l'on
étudie en maths), mais d'une 4e dimension supplémentaire : le temps. Ces
quatre dimensions sont intimement liées dans le cadre de la relativité
générale. On en restera là sur ce point (ce n'est pas mon domaine
d'expertise, aller plus loin m'exposerait au risque de dire des
bêtises). Le trou noir est une "singularité de l'espace-temps",
c'est-à-dire une anomalie dans cet univers constitué de quatre
dimensions.
Ensuite,
il faut rappeler brièvement d'où vient le trou noir. Pour faire simple
là aussi, une étoile nait, vit et meurt, comme beaucoup de choses, et le
trou noir est une des fins de vie possible pour une étoile très très
très massive, c'est à dire très grosse, lourde (mais vraiment très
lourde !).
Si cette notion de naissance, vie et mort des étoiles t'intéresse, je te conseille la lecture de la Question Annexe "C'est quoi le cycle de vie d'une étoile ?"
Je ne rentrerai pas dans les détails des conditions envisagées par la science pour permettre de former un trou noir (ça pourrait faire l'objet d'un article à eux seuls), mais il faut retenir ceci : la matière qui compose l'étoile s'effondre (= elle tombe) sur elle-même à cause de la gravité, qui n'est plus compensée par les autres forces qui la maintenaient à l'équilibre auparavant (notamment les forces liées à la pression de radiation, c'est-à-dire au fait qu'elle émette de la lumière en grande quantité, ce qui a pour effet de la "grossir", comme quand on gonfle un ballon). Comme elle s'effondre sans rien pour l'arrêter, elle se rassemble en un point que l'on appelle alors la "singularité". Autour de ce point on peut alors définir une sphère que l'on appelle "horizon des évènements", qui forme une sorte de frontière au-delà de laquelle plus aucune matière ni lumière ne peut s'échapper (c'est pour cela que l'objet s'appelle trou noir).
Si cette notion de naissance, vie et mort des étoiles t'intéresse, je te conseille la lecture de la Question Annexe "C'est quoi le cycle de vie d'une étoile ?"
Je ne rentrerai pas dans les détails des conditions envisagées par la science pour permettre de former un trou noir (ça pourrait faire l'objet d'un article à eux seuls), mais il faut retenir ceci : la matière qui compose l'étoile s'effondre (= elle tombe) sur elle-même à cause de la gravité, qui n'est plus compensée par les autres forces qui la maintenaient à l'équilibre auparavant (notamment les forces liées à la pression de radiation, c'est-à-dire au fait qu'elle émette de la lumière en grande quantité, ce qui a pour effet de la "grossir", comme quand on gonfle un ballon). Comme elle s'effondre sans rien pour l'arrêter, elle se rassemble en un point que l'on appelle alors la "singularité". Autour de ce point on peut alors définir une sphère que l'on appelle "horizon des évènements", qui forme une sorte de frontière au-delà de laquelle plus aucune matière ni lumière ne peut s'échapper (c'est pour cela que l'objet s'appelle trou noir).
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| Vue d'artiste d'un trou noir, avec la singularité au centre et l'horizon des évènements qui forme la sphère noire. (Crédits : ESO/ESA/Hubble/M. Kornmesser) |
Si
de la matière se trouve à proximité d'un trou noir et si cette matière
n'est pas un trou noir au moins aussi massif/gros (ce qui est le plus
probable), le déséquilibre des forces en jeu a pour conséquence que la
matière est attirée vers le centre du trou noir, à cause de son immense
attraction gravitationnelle. La matière va donc s'effondrer/tomber à son
tour sur le trou noir, on dit que celui-ci "accrète" la matière
environnante. Selon certaines conditions, cette matière
attirée/accrétée peut former un disque autour de l'horizon des
évènements : un disque d'accrétion. C'est généralement lui qui émet de
la lumière (puisque je rappelle que plus aucune lumière ne ressort de
l'horizon des évènements, comme expliqué plus haut) qui pourrait
permettre de distinguer un trou noir dans le ciel.
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| Disque d'accrétion du trou noir M87*, imagé par l'Event Horizon Telescope (crédits : ESO) |
Voilà, tu sais maintenant ce qu'est un Trou Noir !
Si tu veux poursuivre ton questionnement sur les Trous Noirs :
- on parle de Trous de Ver et de volume interne des trous noirs dans cette Question Annexe
- on parle également de multivers dans cette autre Question
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