Recette de fabrications des trous noires

En principe, tout objet peut devenir un trou noir. Il suffit de le com­primer au-delà d’une certaine taille pour que le champ de gravité qui en résulte soit assez fort pour replier l’espace sur lui-même (la Terre tout en gardant sa masse et son poids aurait la taille d’une balle de ping-pong). Pour échapper à la force gravitationnelle de la Terre, Il faut une vitesse de 12 km/seconde. Imaginons un corps d’une densité telle que pour s’en échapper, une vitesse de plus de 300.000 km/s sait nécessaire, dans ce cas la lumière ne pourrait plus s’en échapper, donc il serait invisible (pour mémoire, vitesse de la lumière= 300.000 km/s).

Trois cas de mort d’une étoile

I) Le cas de notre Soleil, dans 5 ou 6 milliards d’années (quand il aura terminé sa séquence principale de trans­formation de l’hydrogène en hélium), il se transformera en géante rouge, puis nébuleuse planétaire, et enfin naine blanche (densité voisine de la tonne par cm’.

2) Masse égale ou supérieure à trois fois la masse solaire. Vie beaucoup plus courte sur la séquence principale, explosion en super novae, puis étoile à neutron (les pulsars sont des étoiles à neutron qui émettent un faisceau d’ondes radios).

3) Masse égale à dix Soleils. L’effon­drement est tellement rapide que les, neutrons ne peuvent résister à la contraction qui se poursuit au-delà de l’étoile à neutron et aboutit à un trou noir.

Trahi par sa gloutonnerie !

Une fois née, le trou noir attire tout ce qui passe à proximité, en dehors du rayon de non retour, pour l’engloutir, ce cannibalisme est observable dans la lumière X (captée au-dessus de l’atmo­sphère terrestre par des télescopes portés par des ballons ou des satel­lites). Le puissant champ de gravité du trou noir attire l’atmosphère gazeuse des étoiles proches de lui. Les atomes de gaz tombent à toute vitesse dans le trou noir. Ils se réchauffent, brillent et s’entrechoquent dans leur chute, ces mouvements sont d’une violence extrê­me, les atomes émettent une lumière très énergique, la lumière X (seule la lumière gamma est plus énergique).

En fait, presque tout se passe dans l’infiniment petit. Une étoile est une masse en équilibre entre deux forces la force de gravitation, par laquelle l’étoile tend à se contracter (les diffé­rentes couches pèsent les unes sur les autres) et la pression due à la poussée du gaz : un gaz qui s’échauffe exerce une pression plus grande, parce que les particules qui le composent se cho­quent et se repoussent violemment. La poussée du gaz exercée vers l’extérieur empêche les couches de l’étoile de s’effondrer les unes sur les autres. Et la gravitation empêche l’étoile d’éclater sous la pression du gaz. Tant que l’étoi­le convertit son hydrogène en hélium (séquence principale), ces deux forces s’équilibrent. Dans le premier cas (notre Soleil), à l’intérieur de la naine blanche, le gaz est comprimé à tel point que les atomes se touchent. Leurs élec­trons se repoussent et interdisent aux atomes de pénétrer les uns dans les autres.

Dans le deuxième cas, la gravité à l’intérieur du noyau est si importante que les électrons ne peuvent plus empêcher la contraction du noyau les électrons (de charge électrique négati­ve) pénètrent dans les noyaux ato­miques et y neutralisent tes protons (de charge électrique positive) qui devien­nent les neutrons (de charge nulle). Dans le troisième cas, les trous noirs, l’effondrement est tellement rapide que les neutrons ne peuvent résister à la contraction, qui se poursuit au-delà de l’étoile à neutron et aboutit au stade du trou noir. Le trou noir est extraordi­naire car toutes les quantités physiques (densité, pression, température) y deviennent infinies et perdent leur signification normale.

Article publié dans le journal « La Montagne » en juin 1995