9 - Encore plus près du trou noir !

L'image ci-dessus représente la Voie lactée qui est derrière le trou noir par rapport à nous et dont on voit son image fantôme dans le disque d'accrétion.

Nous continuons à nous approcher du trou noir, en faisant très attention car même si nous savons jusqu'à quelle distance nous pouvons l'approcher sans risque, nous ne sommes pas les seuls dans son voisinage. Rappelez-vous (note Vers le centre de la galaxie ) il attire à lui des tas d'objets célestes : "un mélange de gaz, de roches et de comètes … et aussi des étoiles", aussi évitons d'être bousculés, emportés par tout ceci.

 

 

Par contre observons ce qui se passe. Certains de ces objets fondent, échauffés par les impacts avec d'autres, mais la plupart disparaissent à notre vue dès "l'horizon des évènements" franchi. Cependant pour les étoiles, beaucoup plus massives, il se passe un phénomène différent.

Un certain nombre vont être satellisées autour du trou noir mais en tournant à une vitesse telle près de cette masse si énorme, qu'elles vont se déformer, des morceaux vont leur être arrachés et ils vont s'étaler pour former une spirale lumineuse autour de lui, avant d'être carrément déchiquetées. Oui ce monstre est capable de déchiqueter les étoiles !

Trou noir commençant à déchiqueter une étoile - vue d'artiste

Suivons-en une. Transformée en un colossal arc de plasma incandescent, ses restes semblent s'enrouler autour du trou noir, créant une spirale de lumière autour de lui. Puis les vestiges de l'étoile désintégrée se métamorphosent en deux jets de matière lumineuse, l'un filant vers le haut, l'autre vers le bas. Ces jets rayonnent les plus énergétiques des lumières connues : les rayons X et les rayons Gamma. 

Regardez cette vidéo de la NASA qui montre le phénomène (26 sec)

Si cette étoile n'est pas "tombée" dans le trou noir c'est qu'elle arrivait selon un certain angle et trop vite du trou noir. (d'après Ch. Galfard, "L'Univers à portée de main", p. 60).

Nous pouvons nous approcher très près du trou noir à condition de choisir très précisément notre orbite et de ralentir notre vitesse. Soyons très attentifs, la moindre erreur de trajectoire nous précipiterait dedans.

Observons maintenant ce que nous voyons et surtout, comment nous le voyons. Dans ma note précédente, je vous ai déjà montré une image de la façon dont le ciel nous paraît alors.

En étant très près, la lumière du ciel nous apparaît déviée par la courbure de l'espace que la masse du trou noir crée. Aussi nous voyons les étoiles proches du trou noir extrêmement brillantes et la lumière des étoiles lointaines est tellement décalée vers le rouge que nous ne la voyons plus ; leur lumière est dans l'infrarouge. De ce fait, devant nous il y a un cercle formidablement brillant tandis qu'autour de ce cercle le ciel est complètement noir.

Une autre particularité créée par la courbure de l'espace qui dévie la lumière des étoiles proches est également étonnante. Nous voyons devant nous toutes les étoiles proches, aussi bien celles qui sont devant nous que celles qui sont derrière nous. Oui, nous voyons devant nous des étoiles qui sont derrière nous !

Maintenant que se passerait-il si nous approchions encore davantage ? Dans ce cas nous prendrions des risques. Autant les connaître pour les éviter. Je vous ai dit dans une note précédente qu'un observateur nous verrait ralentir, puis nous arrêter. Il aurait l'impression que pour nous le temps s'est arrêté. Mais pour nous ?

Contrairement à lui, pour nous le temps continue tout à fait normalement. Rappelez-vous, nous sommes dans l'espace-temps. Et, selon la théorie d'Einstein de la relativité restreinte, le temps n'est pas universel ; chacun a son temps propre. Bien sûr sur Terre et à des petites vitesses on ne s'en aperçoit pas. En fait nous non, mais avec des appareils extrêmement précis, comme des horloges atomiques on peut le constater. Je vous raconterai cela dans une note prochaine.

En fait le mot "temps" est impropre. Qu'est-ce que le "temps" ? Vous, comment définiriez-vous le temps ? Bien difficile n'est-ce pas. Ce que nous appelons le temps est en réalité une "durée", et là nous comprenons un peu mieux qu'une durée n'est pas forcément la même pour tout le monde.

Prenons un exemple simple ; on sait que pour connaître le temps (la "durée") que met quelque chose pour parcourir une distance, il faut diviser la distance par la vitesse de ce quelque chose (Δt = D/v).

Imaginons une particule de lumière (un photon) parcourant le chemin entre 2 miroirs A et B (dessin de gauche); nous voyons la lumière parcourir cette distance 2L pendant une "durée" Δt qui est de 2L/c (c étant la vitesse de la lumière)

Maintenant imaginons que les miroirs A et B se déplacent par rapport à nous (dessin de droite). La distance parcourue par la lumière entre le départ et le retour (qui n'ont pas lieu au même endroit) est 2D qui est supérieure à 2L. Pour nous, cet aller-retour dans l'installation en mouvement prend plus de temps ("dure" plus longtemps). Il dure Δt' = 2D/c (le temps mis est toujours égal à la distance (2fois D) divisée par la vitesse c) ; or c, la vitesse de la lumière, est toujours la même, et D est supérieur à L, donc Δt' sera supérieur à Δt !
Conclusion : le même phénomène prend plus de temps, donc parait plus lent, quand il est vu en mouvement ! restons-en là pour le moment ...

Donc, là où nous sommes, pour l'observateur nous sommes au ralenti, à un très grand ralenti, mais pas encore arrêtés ; heureusement pour nous, sinon cela signifierait que nous avons franchi l'horizon du trou noir et là ce serait la fin. Tandis que l'observateur nous voit très, très au ralenti, nous, nous continuons d'avancer à notre vitesse normale. Et donc nous continuons d'approcher du trou noir.

Alors nous commençons à sentir quelque chose d'étonnant et même d'effrayant. Nous allongeons ! En fait nous ressentons l'effet gravitationnel du trou noir. Ce qui se passe, c'est que, si nos pieds sont en avant, vers le trou noir, et notre tête vers le haut, un tout petit peu plus loin du trou noir, nos pieds sont davantage attirés que notre tête ! En effet l'effet gravitationnel très près d'un trou noir varie énormément sur de très, très courtes distances.

Il est grand temps de nous éloigner. Sinon nous allons y aller dans le trou noir, et avant nous allons être spaghettifier ! C'est à dire que notre corps va être étiré dans le sens de la longueur, alors que nous allons être contracté dans le sens de la largeur – voir l'image ci-dessous.

Voilà ce que nous deviendrions juste avant d'entrer dans le trou noir

Heureusement nous avons réussi à nous éloigner juste à temps ! Nous avons eu chaud mais le spectacle en valait la peine.

La semaine prochaine nous tâcherons de savoir ce qui se passe à l'intérieur du trou noir mais, bien sûr, sans y aller nous-mêmes, sinon pas de retour. Cela va d'ailleurs être difficile puisque nous n'avons aucune information qui ressort d'un trou noir …

 

Note d'information : des astronomes qui observent le système d'étoiles doubles appelé KIC 9832227 ont découvert au début de ce mois, d'après leurs calculs, qu'elles vont fusionner puis exploser, probablement en 2022 ou à une date proche. Le merveilleux de l'histoire c'est que nous pourrons voir la lueur de l'explosion, même à l’œil nu, qui nous paraîtra comme une nouvelle étoile brillante dans la constellation du Cygne (voir les images ci-dessous) !

les 2 étoiles s'approchent de plus en plus avant de fusionner puis d'exploser en supernova

Position de KIC9832227 dans le ciel

- source (en anglais) http://earthsky.org/space/star-predicted-to-explode-in-2022

 

A très bientôt .