Trous noirs

Salut à tous ! (Oui, j'aime bien m'imaginer qu'il y ai plus de 3 personnes qui me lisent)

Aujourd'hui je vais vous faire subir mon effroyable prose sur les trous noirs, ces objets étranges, mystérieux et tellement phantasmés.

Un trou noir n'est à la base qu'une étoile très massive (plus de 20 fois la masse du soleil) qui, en fin de vie à brûlé presque toutes ses réserves d'hydrogène et d'helium. Comme vous le savez, la force de gravitation est proportionnelle à la masse de l'étoile, et pour un monstre de ce calibre, cette force est gigantesque. Pourquoi elle ne se compresse pas indéfiniement, alors? Tout simplement car la force de gravitation est contrebalancé par une "force de rayonnement", qui maintient l'étoile dans une forme relativement stable. Hé oui, l'intense rayonnement de l'étoile (c'est comme si elle explosait sans fin) pousse comme dans une explosion nucléaire les molécules vers l'exterieur de l'étoile, et la force de gravitation vers l'intérieur, le tout s'équilibrant parfaitement.
Mais une fois que les réserves d'hydrogene sont presque équisées, le rayonnement n'est plus assez fort pour contrebalancer la gravité : le coeur se compresse de plus en plus, devenant beaucoup plus chaud (dans les 600 millions de degrès). Du coup, cette intense chaleur permet à l'étoile de brûler des éléments de plus en plus lourds au fur et à mesure que le coeur se compresse. Paradoxalement, les couches externes de l'étoile se dilatent et elle paraît beaucoup plus grosse : alors que les couches externent sont devenues immenses, le coeur est de plus en plus petit et de plus en plus compressé.
L'étoile est devenue une supergéante.



Le coeur, à chaque compression, brûle des éléments plus plus en plus lourds : carbone, oxygene, néon, magnesium, silicium... jusqu'a ce que le coeur ne soit plus constitué que de Fer-56, le noyau atomique le plus stable de l'univers.
Le noyau de fer ne peux plus produire d'énergie : si la masse de l'étoile est suffisante, la gravité compresse encore l'étoile, mais celle-ci ne peux plus produire de rayonnement pour équilibrer.
Elle continue donc de se compresser, écrasant donc toute la matière de son coeur, transformant tout les atomes en neutrons : elle se transforme en étoile à neutrons.

Au passage, cette derniere compression est tellement violente que l'astre peux passer de plusieurs centaines de milliers de km de rayon à quelques km seulement en quelques secondes : les couches externes de l'étoile s'effondrent mais pas aussi vite, et "rebondissent" en quelque sorte sur le noyau, s'ejectant vers l'espace avec une force inouïe : c'est ce qu'on appelle une supernovae, une étoile qui peut briller autant qu'une galaxie toute entière.



L'étoile à neutron est normalement le stade ultime de compression de la matière : les atomes sont tellement compressés que les noyaux sont libres, l'astre ne mesure que quelques kilomètres de diamètre, et la plus haute montagne ne mesure que quelques millimètres de haut.
Mais, si la masse est suffisante, la matière peut encore continuer à se compresser... et c'est là ou la physique décroche : normalement plus aucune force à ce stade ne peux contrebalancer la gravité, et l'étoile se compresse indéfiniement en ... un point ! La vitesse de libération (vitesse à laquelle quelque chose doit aller pour s'arracher de l'attraction de l'astre, pour info elle est de 11km/s pour la Terre) est égale à la vitesse de la lumière.



Résultat : rien, pas même la lumière, ne peux échapper à l'attraction de ce monstre... et toute matière aspirée s'effondre à son tour dans ce point. Pour aller ou? ben c'est ça le problème : à ce niveau il n'y a plus de concept de "ou", ni même de "quand", d'ailleurs, puisque le temps et l'espace sont liés : l'espace étant déformé à l'extrème, le temps l'est aussi, faisant qu'un infortuné malheureux tombant dans un trou noir verrait le temps ralentir.Son supplice serait immédiat pour lui, mais presque éternel pour des observateur extérieurs (chaque seconde passée pour lui serait dilatée en plusieurs milliers d'années pour les autres).



C'est précisément parcequ'a ce stade la physique galère à expliquer ce qu'il se passe que ces objets sont si interessants.
Quelques petits trucs interessants à savoir :

Nimporte quoi peut devenir un trou noir, pourvu que la matière soit suffisament compressée. Ainsi si on compressait la Terre dans 9mm cube, on obtiendrait un petit trou noir.

Il existe un trou noir au centre de notre galaxie, Sagitarius A, qui serait un trou noir supermassif de plusieurs millions de masses solaires.

Vala ! J'espere que c'est un peu plus clair pour vous... Enfin, si vous avez lu jusqu'ici c'est déja pas mal :p

Aller, au revoir et à la prochaine !

P.S: sur les sages conseil avisés de Grouf, je signale d'ailleurs qu'a propos de trous noir, j'avais déja abordé le sujet du LHC ici. WOot, je m'auto-référence, pub.