Les trous noirs dans l'espace : comprendre ce phénomène

Un trou noir se définit comme étant un corps possédant un champ gravitationnel si intense qu’il empêche toute matière ou rayonnement d’en ressortir. De telles zones sont dites «noires» car aucune lumière n’est émise. Les trous noirs sont encore un phénomène très étudié par les scientifiques. Comment se forment-ils, et de quelle manière se présentent-ils ?

Formation d’un trou noir

Il existe différents types de trous noirs ayant des origines diverses : La majorité d’entre eux sont stellaires, dus à l’implosion d’une étoile. Lors du processus de mort d’une étoile, la température de cette dernière chute brutalement, entrainant sa contraction. Puis par divers phénomènes, l’étoile explose en supernova, le noyau stellaire restant intact. C’est la masse de ce noyau qui va en déterminer son évolution. Si cette masse dépasse une certaine limite, un effet de gravité intense va réduire le noyau jusqu’à atteindre un diamètre critique, appelé rayon de Schwarzchild. C’est ainsi que se forme un trou noir stellaire. D’autres sont super massifs, découverts dans plusieurs galaxies, et ayant une histoire liée à la formation de ces galaxies. Ils pèseraient plusieurs millions de masses solaires. Malgré des indices qui étayent cette théorie, de nombreux scientifiques restent sceptiques quant à leur origine. Des petits trous noirs, également appelés trous noirs primordiaux, auraient pu se former suite au big bang. Par ailleurs, il se peut que deux trous noirs soient reliés l’un à l’autre. Le pont qui les relie est appelé trou de ver. C’est ce type de configuration qui permet de voyager dans l'espace plus rapidement, voire même de voyager dans le temps, qui a donné l’inspiration à de nombreux réalisateurs de films de science-fiction.

Propriétés d’un trou noir

En raison de sa difficulté d’observation directe ainsi que son intense champ gravitationnel, la description de la structure du centre d’un trou noir ne peut être complète avec l’utilisation des moyens et connaissances actuels. Contrairement à la description d’une planète qui nécessite de faire intervenir de nombreux paramètres, un trou noir peut être décrit seulement à l’aide de trois paramètres : sa charge, sa masse et son moment angulaire (terme physique utilisé dans le cas de la rotation d’un objet). Le champ gravitationnel d’un trou noir est proportionnel à sa masse, cette dernière étant obligatoirement non-nulle. De même, son champ électrique sera proportionnel à sa charge. Son moment angulaire est quant à lui lié à la relativité générale. Cela signifie qu’un trou noir en rotation va attirer toute matière ou rayonnement se situant à proximité. Malgré la preuve que les trous noirs existent, de nombreuses questions demeurent, et les scientifiques sont encore loin d’en découvrir toutes les caractéristiques.