Djakarta –
Il y a une question qui hante l’humanité depuis que nous avons entendu parler de trou noir il y a plus d’un siècle, qu’était-ce de plonger au-delà du point de non-retour ?
Nous n’avons toujours pas la réponse, mais une nouvelle simulation sur superordinateur créée par la NASA est probablement la meilleure hypothèse dont nous disposons, sur la base des données actuelles.
Les trous noirs peuvent être des images de choses qui ne peuvent être connues. Formés à partir du noyau d’étoiles géantes mortes qui se sont effondrées sous leur propre gravité, ils sont si denses que leur matière est comprimée dans un espace qui ne peut actuellement être décrit par la physique.
Réalisé avec un supercalculateur NASAla simulation suit une caméra qui s’approche, tourne brièvement en orbite, puis traverse l’horizon des événements, point de non-retour pour un trou noir géant comme celui au centre de notre galaxie.
“Les gens posent souvent des questions à ce sujet, et simuler ce processus difficile à imaginer m’aide à relier les mathématiques de la relativité aux conséquences réelles dans l’univers”, a déclaré Jeremy Schnittman, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA qui a créé la visualisation, cité dans le site officiel de la NASA.
“J’ai donc simulé deux scénarios différents, un dans lequel la caméra, au lieu d’un courageux astronaute, manque l’horizon des événements et revient en arrière, et un autre où la caméra franchit la ligne, déterminant son sort”, a-t-il poursuivi.
L’objectif est un trou noir supermassif d’une masse 4,3 millions de fois supérieure à celle du Soleil, équivalente au monstre au centre de la Voie lactée.
“Si vous aviez le choix, vous voudriez tomber dans un trou noir supermassif”, explique Schnittman.
“Les trous noirs de masse stellaire, qui ont une masse d’environ 30 masses solaires, ont un horizon d’événements beaucoup plus petit et des forces de marée plus fortes, qui peuvent déchirer un objet qui s’approche avant qu’il n’atteigne l’horizon”, a-t-il poursuivi.
Cela se produit parce que l’attraction gravitationnelle à l’extrémité de l’objet la plus proche du trou noir est beaucoup plus forte qu’à l’autre extrémité. Les objets qui tombent s’étirent comme des nouilles, un processus que les astrophysiciens appellent la spaghettification.
L’horizon des événements simulés du trou noir s’étend sur environ 25 millions de kilomètres, soit environ 17 % de la distance Terre-Soleil.
Un nuage tourbillonnant de gaz chaud appelé disque d’accrétion l’entoure et sert de référence visuelle pendant l’automne.
Il en va de même pour les structures lumineuses appelées anneaux de photons, qui se forment plus près d’un trou noir à partir de la lumière qui a tourné autour de lui une ou plusieurs fois. Le fond du ciel étoilé visible depuis la Terre complète la scène.
À mesure que la caméra s’approche du trou noir, atteignant des vitesses de plus en plus proches de la vitesse de la lumière elle-même, la lueur du disque d’accrétion et des étoiles d’arrière-plan devient de plus en plus brillante, comme le bruit d’une voiture de course qui accélère.
Leur lumière apparaissait plus brillante et plus blanche lorsqu’on regardait dans la direction du déplacement. La vidéo commence avec la caméra à près de 640 millions de kilomètres, avec le trou noir remplissant rapidement la vue.
En cours de route, le disque du trou noir, les anneaux de photons et le ciel nocturne sont de plus en plus déformés et forment même de multiples images à mesure que leur lumière voyage à travers un espace-temps de plus en plus déformé.
En temps réel, la caméra a mis environ 3 heures pour atteindre l’horizon des événements, effectuant près de deux orbites complètes de 30 minutes en cours de route. Cependant, pour quiconque observait de loin, la caméra n’y parviendrait jamais.
À mesure que l’espace-temps se déforme à mesure qu’il se rapproche de l’horizon, l’image de la caméra ralentira puis semblera se figer. C’est pourquoi les astronomes appelaient à l’origine les trous noirs « étoiles gelées ».
À l’horizon des événements, même l’espace-temps lui-même s’écoule vers l’intérieur à la vitesse de la lumière, la limite de vitesse cosmique. Une fois à l’intérieur, la caméra et l’espace-temps qu’elle traverse se précipitent vers le centre du trou noir.
“Une fois que la caméra traverse l’horizon, sa destruction par spaghettification n’est qu’à 12,8 secondes”, a déclaré Schnittman.
De là, il n’y a que 128 000 kilomètres jusqu’à la singularité. La dernière partie de ce voyage se terminera en un clin d’œil.
Dans un scénario alternatif, la caméra orbite près de l’horizon des événements mais ne le traverse jamais et ne s’échappe pas vers la sécurité.
Si un astronaute fait voler un vaisseau spatial pendant 6 heures aller-retour alors que ses collègues du vaisseau mère restent loin du trou noir, il reviendra 36 minutes plus jeune que ses collègues.
En effet, le temps se déplace plus lentement à proximité de fortes sources de gravité et lorsqu’on se rapproche de la vitesse de la lumière.
“Cette situation pourrait devenir encore plus extrême”, a déclaré Schnittman. “Si un trou noir tourne rapidement, comme le montre le film ‘Interstellar’ de 2014, il reviendra plusieurs années plus jeune que ses homologues”, a-t-il ajouté.
Regardez la vidéo “La NASA crée une simulation d’aspiration dans un trou noir”
(rns/rns)
2024-05-12 17:00:29
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