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Que sont vraiment les trous noirs ?

Jovanny (11 ans, Lumbres, France )

samedi 5 novembre 2011, par Brice-Olivier Demory

Bonjour Jovanny,

Je comprends que tu puisses te questionner sur les trous noirs, leur nom étant lui-même plutôt énigmatique !
C’est dans la seconde partie du 18ème siècle que la question de l’existence d’astres extrêmement denses fut posée, par Michell et Laplace. Ils s’appuyaient sur les remarquables travaux d’Isaac Newton, père de la théorie de la gravitation. A l’époque,nous connaissions déjà approximativement la valeur de la vitesse de la lumière. Michell et Laplace se sont donc demandé si certains astres pouvaient avoir une densité telle que la lumière elle-même ne puisse s’en échapper. C’est à dire que la vitesse de la lumière ne serait pas assez élevée pour s’extraire de la gravité de ces astres. En astronomie, nous apprenons tout par la lumière que nous recevons de la matière, qu’il s’agisse de planètes ou de galaxies par exemple. Dès lors, il sembla vite très difficile de découvrir des objets... que l’on ne pouvait observer, d’où leur nom : les trous noirs.

Pour en former un, il te suffit de compacter de la matière jusqu’au point où sa densité soit telle que la lumière ne puisse s’en échapper. Prends par exemple notre Soleil, qui a un rayon de 700’000 kilomètres environ. Si nous parvenions à l’écraser jusqu’à ce que son rayon soit de 3 kilomètres seulement, le Soleil deviendrait lui-même un trou noir ! A la fin de leur vie, les étoiles massives explosent très violemment, sous la forme d’une supernova, dont il reste parfois un trou noir. Il existe même des trous noirs "super-massifs" qui ont une masse de plusieurs millions et parfois milliards de soleils !

Nous sommes maintenant certains de l’existence des trous noirs et on pense qu’ils sont absolument partout dans l’Univers. Le 20ème siècle et la théorie de la relativité générale d’Einstein notamment nous ont permis de mieux comprendre leur physique.
Si on ne peut les observer directement, ils laissent de nombreux indices que l’on peut détecter, un peu comme les petits cailloux du petit Poucet !

L’été prochain, repère la constellation du Sagittaire, qui te fera regarder vers le coeur de notre galaxie : la Voie Lactée. On sait maintenant qu’un trou noir "super-massif" de plusieurs millions de masses solaires y règne impitoyablement, même si on ne peut le voir avec nos propres yeux !

Je te souhaite de belles observations,
Brice