A chaque fois que je dis que je suis astrophysicien, on me pose cette question, alors je vais essayer d'y répondre de manière simple ici: "C'est quoi un trou noir?" Thread👇
Tout d'abord, un peu d'histoire: au 18ème siècle, Isaac Newton publie sa théorie de la Gravitation Universelle. Les objets s'attirent, et plus ils sont massifs et proches, plus cette attraction est forte! C'est cette gravitation qui empêche mes étudiants de se lever le vendredi!
La gravitation agit ainsi sur ce que l'on jette. Jetez une pierre, elle devrait retomber. Si vous lancez une fusée, elle va quitter la Terre. Pour s'échapper de la gravité terrestre, il faut dépasser une certaine vitesse, qu'on appelle la vitesse d'échappement.
La théorie de la gravitation montre que cette vitesse d'échappement dépend de la masse de l'objet considéré, et de la distance au centre de l'objet. Plus un objet est massif et petit, plus il est difficile de s'en échapper.
En 1784, l'astronome anglais John Michell propose alors que si un objet astronomique est très dense, sa vitesse d'échappement pourrait devenir plus grande que celle de la lumière! Du coup tout ce qui rentre ne pourrait pas s'en échapper!!!
C'est le concept classique du trou noir: un objet tellement dense qu'il faudrait aller plus vite que la lumière pour en sortir. Et là on en vient à Einstein qui a postulé dans le cadre de sa théorie de la relativité que rien ne pouvait aller plus vote que la lumière!
La description d'un trou noir selon nos connaissances actuelles est bien plus complexe. Tout objet déforme ce que l'on appelle l'espace-temps. Plus l'objet est massif, plus l'espace-temps est déformé, cela influence l'orbite des planètes, la propagation de la lumière etc...
Le trou noir courbe l'espace temps si fortement que la lumière ne peut pas en sortir!
En gros, un trou noir c'est presque aussi dense que du Kouign Amann!
Mais d'où viennent ces trous noirs, et est-ce qu'ils existent?
Il y a à priori deux principales façons de former un trou noir: lorsqu'une étoile s'effondre en supernova, sa masse va se concentrer dans un tout petit volume, pour peut être donner un trou noir. Des trous noirs se sont aussi formés juste après le Big Bang.
Depuis quelques années, on peut même en observer! Savez vous qu'au centre de la galaxie trône un trou noir dont la masse est 4 millions de fois celle du soleil? Voici des observations d'étoiles orbitant autour de ce monstre!
Avec les détecteurs d'onde gravitationnelles, on peut maintenant "voir" des trous noirs fusionner à des milliards d'années lumière de nous!
En 2019, on a même pu obtenir la première image d'un trou noir, le trou noir supermassif au centre de la Galaxie M87. Il a une masse supérieure à 6.5 MILLIARDS (!!!) de fois celle du soleil, et sa taille est équivalente à 3 fois l'orbite de Pluton.
Les trous noirs sont des sources de fantasmes, de fiction et de peur! Mais savez vous que si on remplaçait le soleil par un trou noir de la masse du soleil... l'orbite de la terre ne changerait pas. Les trous noirs ne sont pas des aspirateurs (il fat juste ne pas aller trop près)
La théorie de la Relativité Générale (Einstein) explique en gros ce qui est très massif, et celle de la mécanique quantique ce qui est petit. On n'a pas encore de théorie qui unifie les deux, or c'est ce dont on a besoin pour vraiment comprendre les trous noirs. Qui s'y lance?
Bien évidemment, les premières réponses que je donne sont simples, l'astronomie sert à répondre à des question fondamentales, que beaucoup de gens se posent! Comment se sont formés l'Univers et le Système Solaire, Y a-t-il de la vie ailleurs? etc..
Historiquement, l'astronomie servait aussi à mesurer le temps: une journée est mesurée par la rotation de la terre sur elle même, et je pense que tout le monde sait ça.
Une des plus grandes révolutions scientifiques vient de la théorie de la gravitation universelle de Newton au 17ème siècle. Les masses s'attirent et la théorie de Newton permet de très bien expliquer la chute des corps et le mouvement de presque toutes les planètes
Mais d'après la théorie de Newton, la force qui lie les masses se propage instantanément. Einstein notamment, avec la Relativité (et pas mal de réflexion), propose l'existence d'ondes gravitationnelles, qui vont porter cette force et se propager à la vitesse de la lumière.
Presque toute la presse parle d'une superlune bleue ce soir. Il n'y a rien de vraiment exceptionnel, mais c'est l'occasion d'observer le ciel et d'apprendre des choses sur la Lune 🙂
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En tapant "superlune bleue" sur google, je vois de nombreux titre liés à cet "événement"
D'où ça vient tout ça? La lune a une trajectoire elliptique, donc des fois elle est plus proche de nous... et des fois ça arrive le jour d'une pleine lune. Super!! Ouais, mais bon, elle est à peine plus proche, ce qui fait que la différence de taille (~10%) n''est pas perceptible
C'est l'été, beaucoup de gens sont en vacances, on passe du temps dehors... Ça vous dit de lever les yeux vers le ciel pour admirer des étoiles filantes et plein d'autre choses?
Observons la voûte étoilée, pour nous évader et prendre du recul.
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Tous les 133 ans environs, la comète Swift-Tuttle s'approche de la Terre
Elle a laissé des débris derrière elle, et tous les ans, début août, la Terre traverse ces débris.
J'ai envie de partager ce texte de Carl Sagan, publié avec cette image de la Terre vue à une distance de 6 milliards de kilomètres par la sonde Voyager. Texte de 1990, malheureusement toujours d’actualité. Notre Terre est juste ce petit point bleu pâle, "Pale Blue dot" Thread👇
De ce point de vue lointain, la Terre peut ne pas sembler d'un intérêt particulier. Mais pour nous, c'est différent. Regardez encore ce point. C'est ici. C'est notre foyer. C'est nous.
Sur lui tous ceux que vous aimez, tous ceux que vous connaissez, tous ceux dont vous avez entendu parler, tous les êtres humains qui aient jamais vécu, ont vécu leur vie.
Depuis que l'on sait que la Terre n'est pas le centre de l'Univers, qu'elle tourne autour du Soleil, qui est une étoile comme des milliards dans la Galaxie, se demander si il y a de la vie ailleurs est possible est devenu une interrogation naturelle.