Un trou noir est une région de l'espace-temps où la gravité est si forte que rien ne peut s'en échapper. Même des particules ou des rayonnements électromagnétiques comme la lumière peuvent partir. Selon une théorie de la relativité générale, une masse suffisamment compacte peut déformer l'espace-temps pour former un trou noir. Mais savez-vous qui a conceptualisé l'existence d'un trou noir ?
John Michell a proposé le concept de trous noirs en 1783, les appelant initialement «étoiles noires» et proposant une méthode pour les détecter en recherchant des systèmes stellaires montrant les effets gravitationnels de deux étoiles mais une seule étoile était visible.
L'histoire du trou noir
Dans une lettre publiée en novembre 1784, le pionnier de l'astronomie et membre du clergé anglais John Michell proposa brièvement l'idée d'un corps si massif que même la lumière ne pouvait lui échapper. Les calculs simplistes de Michell supposaient qu'un tel corps aurait la même densité que le soleil, et il a conclu qu'il se formerait lorsque le diamètre d'une étoile dépasse celui du soleil d'un facteur de 500 et que sa vitesse de fuite en surface dépasse la vitesse habituelle de la lumière. Ces corps ont été surnommés étoiles noires.
Il a correctement observé que de tels corps supermassifs mais non rayonnants pouvaient être détectés par leurs effets gravitationnels sur les corps visibles proches. Les chercheurs de l'époque étaient initialement enthousiasmés par l'idée que géant mais invisible étoiles noires pourrait se cacher à la vue de tous, mais l'enthousiasme a diminué lorsque la nature ondulatoire de la lumière a été découverte au début du XIXe siècle comme si la lumière était une onde plutôt qu'une particule, on ne savait pas quelle influence, le cas échéant, la gravité aurait sur les ondes lumineuses qui s'échappent . (La source: Gizmodo)
Les propriétés et la structure d'un trou noir
Un trou noir est composé de deux composants de base : la singularité et l'horizon des événements. L'horizon des événements est le point de non retour autour d'un trou noir. Ce n'est pas une surface physique, mais plutôt une sphère entourant le trou noir qui marque le point auquel la vitesse d'échappement est égale à la vitesse de la lumière. Son rayon est celui mentionné précédemment Schwarzschild rayon.
Une chose à propos de l'horizon des événements, une fois que la matière y pénètre, elle tombe au centre. Avec une gravité aussi forte, la matière s'écrase jusqu'à un point. Dans un volume extrêmement petit avec une densité ridiculement élevée.
La singularité est le nom donné à ce point, c'est parce qu'il est extrêmement petit et qu'il a une densité essentiellement infinie. Les lois de la physique sont susceptibles de s'effondrer à la singularité. Les scientifiques travaillent dur pour mieux comprendre ce qui se passe au niveau de ces singularités, ainsi que pour développer une théorie complète qui décrit mieux ce qui se passe au centre d'un trou noir. (La source: NASA)
Si un trou noir est invisible, comment a-t-il été détecté en premier lieu ?
Les trous noirs ne peuvent pas être observés directement à l'aide de télescopes qui détectent les rayons X, la lumière ou d'autres formes de rayonnement électromagnétique. Nous pouvons cependant déduire la présence de trous noirs et les étudier en observant leur effet sur d'autres matières à proximité. (La source: NASA)