A 15h, la première image d’un trou noir pourrait changer notre perception de l’univers

A 15h, la première image d’un trou noir pourrait changer notre perception de l’univers

Les trous noirs sont parmi les objets les plus intrigants et les plus mystérieux de l’univers, inspirant des bibliothèques entières de recherches scientifiques et de science-fiction, d’Einstein au film Interstellar. Pourtant, malgré leur emprise sur notre imaginaire et notre compréhension de la physique, les humains n’ont jamais vraiment vu de trou noir. Cela va changer aujourd’hui à 15 heures, avec la présentation d’une première image issue du projet Event Horizon Telescope, qui a réuni en avril 2017 huit télescopes répartis à travers le monde pour cibler simultanément deux trous noirs : Sagittarius A* et M87.

La conférence de presse au cours de laquelle sera dévoilée cette photo sera retransmise en direct par la chaîne YouTube de la Commission Européenne.

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Il pourrait s’agir d’une image de Sagittarius A*, le trou noir supermassif de la Voie Lactée. Jusqu’à présent, toutes les images de trou noir que nous avons vues de la Nasa et d’autres organisations scientifiques ne sont que des illustrations créées avec l’aide d’artistes, même si beaucoup d’entre elles sont en fait basées sur des données de télescopes réels.

 

L’exemple ci-dessus provient en grande partie des données recueillies par le télescope à rayons X Chandra de la Nasa, qui est capable de détecter le périmètre d’un trou noir.

Mais pour vraiment capturer une image directe d’un trou noir, il a fallu mettre en place une ingénierie collaborative. D’où la création du projet Event Horizon Telescope (EHT), un réseau de radiotélescopes situés de part et d’autre du globe, reliés entre eux pour créer ce qu’on appelle de l’interférométrie à très longue base (VLBI). L’idée est que les radiotélescopes à différents endroits combinent leurs signaux pour augmenter leur puissance.

Si vous avez vu des photos du Very Large Array au Nouveau-Mexique (en vedette dans le film Contact de 1997), avec ses multiples antennes télescopiques fonctionnant toutes ensemble, alors vous pouvez visualiser le concept. Cet observatoire de la taille de notre planète est nécessaire parce que, comme l’explique le Smithsonian Astrophysical Observatory dans l’animation ci-dessous, alors que Sagittarius A* est 4 millions de fois plus massif que notre soleil, il est encore très loin, à une distance d’environ 26 000 années-lumière. Cela rend bien sûr la chose très difficile à photographier.

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Le réseau d’observatoires de l’EHT comprend des télescopes au Chili, à Hawaï, en Arizona, au Mexique, en Espagne et au pôle Sud, tous synchronisés avec précision pour recueillir plusieurs pétaoctets de données, le tout combiné avec l’aide d’un supercalculateur pour créer une image de Sagittarius A*.

La photo que nous nous attendons à voir cet après-midi provient de données qui ont été recueillies en 2017. Ce décalage s’explique en partie par le fait que, bien que nous soyons devenus beaucoup plus efficaces dans le traitement d’énormes quantités de données ces dernières années, Internet n’est toujours pas assez rapide pour diffuser les pétaoctets d’informations à la demande dans le monde entier. Chaque site EHT stockait ses données d’observation sur un disque dur physique qui devait être transporté vers un centre de traitement de données et combiné avec les données des autres observatoires.

Vérifier les théories d’Einstein

Il n’est pas exagéré de dire que notre compréhension fondamentale de l’univers est en jeu, notamment parce que la forme de l’horizon des événements du trou noir dans l’image de l’EHT pourrait prouver la théorie d’Albert Einstein sur le fonctionnement de la gravité ou jeter un nouveau doute sur celle-ci.

Einstein a dit que la gravité peut en fait déformer le tissu de l’espace-temps (grossièrement : l’arrière-plan dans lequel la Terre, le soleil et tout le reste est en mouvement). Ainsi, lorsqu’une grande étoile s’effondre sur elle-même et se transforme en un objet très dense avec une attraction gravitationnelle intense, elle a un pouvoir de déformation important. Ce super aspirateur d’une densité folle, c’est la « singularité ». La singularité d’un trou noir est si puissante qu’elle déforme l’espace-temps et plie la lumière près de l’horizon des événements. La singularité se cacherait donc quelque part au centre du trou noir, qui s’étend dans l’espace-temps et consomme la lumière.

Il y a beaucoup de raisons de croire qu’Einstein a raison : plus récemment, les premières observations des ondes gravitationnelles prédites par ses théories ont aidé à renforcer ces théories. Mais la théorie de la gravité d’Einstein, qui tient quand on regarde de grands objets comme les étoiles et les galaxies, n’est pas compatible avec la mécanique quantique, l’étude de l’infiniment petit, des particules qui composent les atomes, au cœur de tout.

Etudier les images du trou noir pourrait mener à une meilleure compréhension de ce qui s’y passe, et peut-être même à de nouvelles théories qui combleraient enfin le fossé entre Einstein et la physique quantique.

Il y a aussi d’autres choses bizarres qui se passent dans les trous noirs, comme les jets contre-intuitifs et puissants de particules à une vitesse proche de la lumière qui semblent se propager à travers l’univers. Et qu’y a-t-il de l’autre côté d’un trou noir ? Un trou blanc ? Un vortex ? Un portail vers un autre univers ? Ces idées peuvent sembler ridicules, mais pour l’instant, elles sont toutes techniquement sur la table, du moins jusqu’à ce que nous ayons une bien meilleure idée de ce qui se passe au-delà de l’horizon des événements. Et à partir de mercredi, nous pourrions entrer dans cette nouvelle ère de compréhension.

Source : Cnet.com

 

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