Quelques questions-réponses sur la photographie d’un trou noir

Cet article fait suite à ceux de ces trois derniers jours. 2018-06-112018-06-122018-06-13

Voici une série de questions et de réponses qui pourront vous aider à mieux comprendre le résultat attendu avant la fin 2018 de la première photographie d’un trou noir.

Q — Combien de temps a duré la prise de photographie d’un trou noir en avril 2017?
R — Une semaine

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Q — Quel trou noir a été photographié?
R — La source radio ponctuelle désignée sous le nom de Sagittaire A*. Cette source émet des ondes radio et a été associée au trou noir supermassif résidant au cœur de notre Galaxie. Le trou noir n’émet évidemment pas directement ces ondes. Elles sont un effet sur son environnement lorsqu’il perturbe des nuages de gaz se trouvant dans ses parages.

Q — Est-il photographié en lumière visible?
R — Non. Entre le centre galactique et nous, il y a des poussières et des étoiles en quantités tellement grandes qu’il est absolument impossible de voir un objet en arrière-plan en utilisant les ondes visibles. Le télescope virtuel EHT utilise deux couvertures d’ondes électromagnétiques. Les principales fréquences détectées sont les ondes radio millimétriques et submillimétriques (bandes de fréquences de nos postes de télé et radio commerciales) provenant de ce point de l’espace. La seconde couverture se fait en ultraviolet. Les photons détectés seront ensuite transposés dans des couleurs qu’on peut voir afin de nous montrer un résultat visible pour nos yeux.

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Q — À quoi risque de ressembler la photographie?
R — Au risque de vous décevoir, le résultat risque visuellement d’être très peu ressemblant aux belles images dont je vous abreuve depuis les derniers articles sur le sujet. Comme je le spécifiais dans le précédent article, ces images sont des résultats d’artistes ou de simulations numériques et elles font abstraction de tous les «
défauts» causés par des centaines de causes dont plusieurs seront présents dans les images finales. Les astronomes tenteront d’en éliminer le plus possible, mais elles ne seront certainement pas à la hauteur des attentes des amateurs peu ou mal informés des difficultés.

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Q — Alors à quoi servira cette photo?
R — Elle sert surtout à valider un protocole de travail très élaboré visant à créer un interféromètre supergéant. Elle sert aussi à améliorer nos connaissances en traitement informatique interférométrique. Elle deviendra également une première «
preuve tangible» plus ou moins convaincante de l’existence réelle des trous noirs qui n’ont été jusqu’à présent que calculés à partir d’une théorie qu’on sait bancale lorsqu’elle flirte avec les infinis.

Q — Comment pourra-t-on améliorer ce résultat dans l’avenir?
R — On pense à un interféromètre mixte utilisant des télescopes spatiaux et terrestres, ce qui agrandirait de beaucoup la résolution du télescope virtuel.

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Q — Sur certaines photos de synthèse, on voit des trous noirs comme une tache alors que d’autres le montrent avec toutes sortes d’effets lumineux aux alentours. Lesquelles de ces simulations se rapprochent de la réalité?
R — Un trou noir stable qui n’a aucune rotation ferait apparaitre une tache ronde noire qui est l’horizon des événements du trou noir. Il sera entouré d’un halo lumineux occasionné par les étoiles en arrière-plan dont les rayons lumineux sont déviés et concentrés aux environs immédiats de cet horizon. Mais un trou noir qui ne tourne pas du tout n’existe probablement pas. Sa rotation apporte des changements à la structure géométrique de l’espace proche du trou noir. Imaginez que vous pincez une maille d’un tricot et que vous tourniez le poignet. Une partie du tricot se déformera autour de la maille pincée et tordue. L’espace autour d’un trou noir fait de même et dans les 3 dimensions. Ce changement à la structure géométrique de l’espace autour du trou noir dévie les rayons lumineux environnants et créera différents effets visuels. Toutefois, selon l’angle avec lequel nous verrons le trou noir, l’angle par rapport à son plan de rotation, le résultat visuel variera beaucoup.

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Q — Comment les astronomes peuvent-ils être certains de la présence d’un trou noir au centre de la Voie lactée ? Et comment ont-ils calculé sa masse et ses dimensions ?

R — Puisqu’il n’a jamais été détecté, on pourrait se demander comment les astronomes savent qu’un trou noir galactique supermassif se cache au cœur de notre Galaxie. Ils ont suivi à la trace durant une dizaine d’années certaines étoiles très proches du centre galactique et ils ont remarqué qu’elles bougeaient. Ils ont tracé leur orbite et trouvé qu’elles tournaient toutes autour d’un point absent sur les photos (voir résultat ci-haut). Selon les lois de la mécanique céleste, il est possible de mesurer la masse de ce point central en fonction des orbites et des masses des étoiles révolutionnant autour. Ils ont donc mesuré une masse d’environ 4 millions de masses solaires. Puisque le volume dans lequel cette masse est concentrée est beaucoup trop petit pour correspondre à un groupe important d’étoiles supergéantes, il ne reste plus que des trous noirs puisque même des étoiles à neutrons seraient obligées de s’agglutiner en se transformant là encore en trou noir.

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Q — C’est bien Einstein qui a prédit l’existence des trous noirs?
R — Faux. Malgré l’insistance dérangeante de plusieurs sites scientifiques à lui attribuer cette prédiction, elle est l’œuvre de Karl Schwarzschild qui fut le premier à calculer une singularité (trou noir) dans les équations d’Einstein en 1916. Einstein lui-même pensait que la Nature avait prévu des mécanismes qui empêchaient ces singularités de survenir. Donc, non seulement Einstein ne les a jamais prédits, mais il n’y croyait tout simplement pas. Même si Einstein a inventé l’outil mathématique, le marteau en quelque sorte, il n’est pas l’auteur de toutes les œuvres créées à partir de celui-ci.

N’hésitez pas à poser vos questions sous forme de commentaire.

Verra-t-on un trou noir en 2018 ? (3)

J’ai entendu votre question et je vous réponds d’entrée de jeu, la réponse est non! Il n’existe aucune photo de l’horizon d’un trou noir nulle part sur Terre. Toutes sont des illustrations d’artiste ou des dessins créés par ordinateur à partir des formules mathématiques tirées de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Par contre, ça pourrait changer dès cette année.

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Poursuivons maintenant notre aventure entreprise avant-hier et hier en présentant quelques concepts astronomiques. Si on veut obtenir une photo d’un horizon d’un trou noir, il faut quand même comprendre comment on pourrait y arriver. Vous verrez qu’il ne suffit pas de relier un iPhone à un télescope.

Tout d’abord, différencions deux concepts des instruments d’optique, leur sensibilité et leur résolution.

La sensibilité dépend dans un premier temps de la qualité du détecteur à transformer les photons en signal électrique. Attachez une patate à un télescope, vous n’obtiendrez pas la photo d’un champ de patate. Ensuite, il y a le nombre de photons qui seront amenés au détecteur. Cette quantité dépend de la taille du télescope, ce qu’on appelle la surface collectrice du miroir principal. Enfin, pour augmenter le nombre de photons, le télescope visera le même point du ciel le plus longtemps possible.

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La résolution définit la capacité de l’instrument à différencier deux éléments l’un de l’autre. Elle dépend du nombre de pixels du détecteur, de la fréquence à détecter et aussi de la parallaxe.

La parallaxe est l’angle maximal formé par deux points de la surface collectrice. Plus le diamètre du télescope est grand, plus l’angle sera important et plus son pouvoir de résolution sera important. Un grand miroir aura donc deux avantages. Il collectera plus de photons et il aura un pouvoir de résolution plus important.

Toutefois, aucun télescope terrestre ou spatial n’a la résolution nécessaire pour voir les détails des effets optiques occasionnés par les trous noirs connus, même ceux du petit monstre supermassif caché au centre de notre Galaxie. Peut-on attendre la mise en service en 2025 du télescope E-ELT de 39 mètres de diamètre, mais là encore, sa résolution serait beaucoup trop faible.

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Qu’à cela ne tienne! Les astronomes sont des petits futés et ils ont pris la définition de la résolution d’un instrument optique au pied de la lettre. S’il faut augmenter la parallaxe pour améliorer le pouvoir de résolution, il suffit de prendre deux télescopes au lieu d’un seul et de leur faire regarder le même objet en même temps afin de créer un télescope virtuel de meilleure résolution.

Différentes solutions ont été mises de l’avant, dont certaines plus simples, d’autres plus complexes. La plus simple est le concept des jumelles, c’est le cas du BLT (Binary Large Telescope).   

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Pour des télescopes indépendants, il faut trouver le moyen de traiter les signaux reçus par les deux engins pour les faire correspondre exactement dans le temps. On parle alors d’interférométrie. Une fois encore, deux solutions existent. Les interféromètres couplés localement, comme le VLT. Possédant 4 gros et 4 petits télescopes, il est possible de simuler un télescope de 200 mètres de diamètre.

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Mais encore là, c’est beaucoup trop peu pour espérer voir l’horizon d’un trou noir. Ça prendrait un télescope au moins des dimensions… de… de… la Terre. Et c’est là qu’ils ont créé le EHT (Event Horizon Telescope). Ce n’est pas un nouveau télescope, mais un protocole d’utilisation d’un réseau de neuf télescopes existants répartis un peu partout sur la planète, y compris au Groenland et en Antarctique. Son diamètre virtuel définissant sa capacité de résolution est de près de 15000 km.

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Une première session photo s’est déroulée en avril 2017 et les résultats sont à l’étape du traitement qui pourrait se terminer d’ici la fin de l’année 2018. Ce sont des pétaoctets de données à traiter avec des difficultés énormes, d’où le délai entre la prise photo et le résultat final.

Demain, quelques questions – réponses sur le sujet.

Verra-t-on un trou noir en 2018 ? (2)

Cet article fait suite à celui d’hier.

En résumé, un trou noir, c’est un point de l’espace infiniment petit et dans lequel la matière entassée dedans est devenue infiniment dense. Alors pour voir un point infiniment petit… noir… et très éloigné, on peut se demander si les astronomes ne sont pas tombés sur la tête !

Je vais donc introduire un autre concept qu’il faut connaitre provenant de cet hirsute personnage, mais un peu plus génial que moi, Albert Einstein. Il y a 103 ans, sa théorie de la relativité générale nous apprenait que l’espace-temps se déforme lorsqu’il y a de la matière. Et plus cette matière est dense, plus l’espace se déforme.

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L’image classique est celle du trampoline avec une boule de quilles au centre. Remplacez la boule de quilles par une boule d’or, puis par une boule d’uranium, plus la matière est massive, plus le trampoline s’enfonce autour de l’objet. Placez-y maintenant un trou noir, le trampoline se déforme tellement que sa trame devient un puits sans fond. Ainsi, autour d’un trou noir, la trame d’espace-temps se creuse à l’infini.

 

Ce puits attire donc les objets environnants, mais également tout ce qui s’en approche trop, lumière incluse. Ce n’est pas le trou noir qui attire la lumière, c’est l’espace qui a pris la forme d’un entonnoir. La lumière ne fait que suivre la géométrie de cet espace qui plonge sans fin. On dit qu’elle suit la géodésique de l’espace-temps.

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Si la lumière passe trop près, sa géodésique va l’amener inexorablement dans le puits. Si la lumière passe plus loin, l’espace-temps n’est pas suffisant déformé pour que la géodésique l’amène dans le puits. On comprend donc qu’il y a une limite entre le « juste un peu trop près, je tombe » et le « juste assez loin, je m’en sors ».

Sous cette limite, la lumière est piégée par le puits spatiotemporel. Au-delà, elle parvient à poursuivre sa trajectoire. Puisque le puits gravitationnel est tridimensionnel (sa déformation se crée dans les 3 dimensions d’espace), la limite est également tridimensionnelle. Elle prend donc l’apparence d’une sphère. Et puisque toute lumière passant sous cette limite est irrémédiablement piégée dans le puits, cette sphère ne peut émettre aucune lumière. Elle est donc parfaitement noire. On a l’impression que le trou noir a une bonne dimension puisqu’on voit une grosse sphère noire. Cependant, le trou noir reste un point infinitésimalement petit. La sphère noire autour du trou noir est simplement un effet créé par le trou noir, ce n’est pas le trou noir. Cet effet visuel ne contient rien, ni matière, ni lumière, sauf en son point central infiniment petit. Cependant, on a l’impression de voir le trou noir.

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La surface de cette sphère parfaitement noire se nomme l’horizon des événements du trou noir. Plus le trou noir sera massif, plus cet horizon gonflera, puisque l’espace déformé s’agrandit de plus en plus. On a l’impression de voir le trou noir grossir. C’est toujours l’horizon des événements qui grossit, pas le trou noir qui reste toujours, peu importe la masse engloutie, un point infiniment petit.

Donc, mon titre est un peu racoleur puisqu’on ne peut voir que l’horizon des événements d’un trou noir, pas le trou noir comme tel.

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Toutefois, les astronomes eux-mêmes parlent de voir un trou noir. Vous pourrez donc corriger leur abus de langage la prochaine fois que vous croiserez un astronome au supermarché. « Tut, tut, tut ! horizon des événements mon ti-noir ! Tu ne me passeras pas un horizon pour un trou ! »

Bon, maintenant on sait qu’on peut admirer l’effet d’un trou noir sur l’espace qui l’entoure, ça ressemble à une sphère toute noire, ça s’appelle un horizon des événements, ça peut donc s’observer.

Demain, on verra comment s’y prendre pour voir des horizons des événements qui sont passablement petits. Et les trous noirs supermassifs alors ? On aurait probablement plus de chance avec ceux-là.

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Verra-t-on un trou noir en 2018 ? (1)

Est-ce que nous pourrons voir un trou noir très bientôt ?

Évidemment, la question aurait de quoi faire rire. Puisque le fond du cosmos est noir, regarder un trou noir sur un fond noir, c’est comme observer un corbeau dans un placard. Pourtant, il est possible de voir ce à quoi un trou noir ressemble en regardant ses effets sur son environnement.

Afin de répondre à la question initiale, j’aurai besoin d’expliquer succinctement différents concepts que je distribuerai dans des articles distincts.

Le premier article sera donc consacré à rappeler comment se forme un trou noir afin de comprendre sa nature.

Une étoile est un délicat équilibre entre deux forces antagonistes. Tout d’abord, une étoile, c’est une bombe nucléaire. La pression engendrée par la fusion nucléaire tend donc à disperser les constituants de l’étoile comme le fait n’importe quelle bombe nucléaire. Toutefois, puisqu’une étoile est aussi un agrégat important de matière, la gravitation retient la matière éjectable en la concentrant au centre de l’astre, ce qui maintient l’étoile en une sphère plutôt stable.

Une étoile est donc une sorte de balance à ressort qui retient le poids déposé sur son plateau en le repoussant jusqu’à un équilibre entre les deux.

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Formation d’une étoile à neutrons

Cependant, le carburant nucléaire venant en fin de compte à manquer — et cela arrive d’autant plus rapidement que l’étoile est obèse — la pression des explosions nucléaires ne suffit plus à contrebalancer la force gravitationnelle qui comprime l’étoile. De ce combat singulier perdu d’avance, l’étoile finira par imploser sous son propre poids. Si elle possède suffisamment de matière, l’implosion réussira à vaincre les autres forces répulsives possibles dans la matière. Les électrons deviendront incapables de se repousser mutuellement (principe d’exclusion de Pauli) et finiront par s’écraser sur les noyaux des atomes. Ce faisant, les électrons fusionneront avec les protons du noyau pour former des neutrons. On obtient ainsi une étoile d’une densité extrême dont son cœur est entièrement composé de neutrons. Tous ces neutrons sont comprimés dans une sphère de 20 à 40 km de diamètre pour l’équivalent en poids d’une étoile de 1,4 à 3,2 fois la masse de notre Soleil. C’est dire comment la densité de la matière est importante ! Mais une étoile à neutrons n’est pas encore un trou noir.

Trop de matière pour résister

Si l’étoile à neutrons possède une masse supérieure à 3,2 fois celle de notre Soleil, ces particules neutres formant une espèce de noyau atomique géant seront elles aussi incapables de résister à la force gravitationnelle. Les quarks composant les neutrons atteindront leur limite de résistance et flancheront à leur tour.

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Formation d’un trou noir stellaire

À cette étape, il n’existe plus aucun autre mécanisme pouvant résister à la force gravitationnelle. La matière atteint alors sa limite d’existence et s’écrase en se concentrant un point infiniment petit. Le résultat est une singularité des équations de la relativité générale d’Einstein. Un point infiniment petit concentrant une masse de densité infiniment grande. Un trou noir est né.

Ouais, la physique n’aime pas trop les infinis et ces deux infinis du trou noir signifient qu’on a un « trou » dans notre théorie. Un trou noir de connaissances liées aux trous noirs qu’on ne parvient pas à éclaircir. Ironique, n’est-ce pas ? Cette formation des trous noirs se rapporte aux trous noirs d’origine stellaire, c’est-à-dire qu’une étoile est à l’origine du trou noir. Il atteint des masses maximales aux alentours de 14 fois celle de notre Soleil.

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Trou noir galactique (supermassif)

Il existe aussi des trous noirs galactiques. Ce sont des trous noirs tapis au cœur de la plupart des galaxies. Leur origine est controversée, mais il est certain qu’ils ont cru en avalant de la matière environnante et par coalescence avec d’autres trous noirs. Le record est détenu par le trou noir supermassif de la galaxie NGC 4889 qui aurait un petit 21 milliards de fois la masse de notre soleil !

La Voie lactée, notre Galaxie, cache également un trou noir supermassif en son sein. Il deviendra important pour la suite de cet article. Toutefois, sa dimension reste modeste. Il a la taille plutôt fine à comparer à bien d’autres trous noirs en ne pesant que 4 millions de fois la masse de notre Soleil !

Dans le prochain article, j’expliquerai simplement ce qu’on appelle l’horizon des événements d’un trou noir. Cette notion est essentielle pour comprendre comment on peut observer un trou noir.

Je vous donne rendez-vous demain pour la suite de ce passionnant feuilleton et vous encourage entretemps à poser vos questions sous forme de commentaire.

À bientôt.

Cortège de trous noirs

Le cœur de la Voie lactée n’abrite pas seulement un trou noir supermassif de 4 millions de masses solaires, mais également une myriade de petits trous noirs stellaires. On en a recensé une douzaine jusqu’à présent, mais ce n’est que le début puisqu’on en prévoit des centaines.

Cette découverte n’est pas inattendue, bien au contraire. La Galaxie, comme beaucoup d’autres, possède un bulbe galactique entourant son centre. La densité de la population d’étoiles y est beaucoup plus forte qu’ailleurs. Le centre de notre Galaxie contient également ses plus vieilles étoiles. Pour ces raisons, trouver beaucoup d’étoiles s’étant transformées en trou noir près du centre galactique prouve que la Voie lactée est une galaxie normale.

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On avait prouvé voilà déjà plusieurs années que le centre galactique était effectivement un trou noir supermassif plutôt qu’un amas dense d’étoiles ordinaires. Le cortège de trous noirs stellaires gravitant dans son giron.

Contrairement à la croyance populaire, un trou noir supermassif ne se comporte pas comme un aspirateur. Les objets tournant autour de lui peuvent très bien conserver une orbite stable en conformité avec les lois de Kepler.

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Le trou noir central accumule en son sein de la matière environnante uniquement lorsque certains objets ont été déviés par des collisions ou lorsque la Galaxie avale des nuages de gaz ou d’autres galaxies qui se sont trop rapprochés. Mais pour ce qui est des objets en orbite stable autour de son noyau, ils peuvent poursuivre leur ronde des millions d’années sans aucunement être avalés.

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Cette découverte a été réalisée par une équipe de la Nasa dirigée par Chuck Hailey avec le télescope Chandra détectant les rayons X. Due à toute la poussière et aux milliards d’étoiles situées entre nous et le centre de notre Galaxie, il est impossible d’utiliser un télescope opérant dans le visible ou aux longueurs d’onde s’y rapprochant. Seuls les rayons X et gamma peuvent sonder le centre de notre Voie lactée.

Le premier à avoir prédit des milliers de trous noirs de masse stellaire formant un disque tournant autour du trou noir supermassif central est le théoricien Mark Morris en 1993. Cette récente découverte ne révèle rien de surprenant. Toutefois, les moyens mis en œuvre pour le prouver repoussent encore plus loin nos compétences observationnelles.

Photos : ici-radio-canada.ca ; maxiscience.com ; astroalbastronomy.wordpress.com ; atlantico.fr

Galaxie relique et trou noir supermassif

Les astronomes ont identifié une galaxie relique à seulement 240 millions d’années-lumière d’ici. Mais qu’est-ce qu’une galaxie relique, me direz-vous ? Bonne question ! Harry Potter le sait peut-être.

On qualifie de relique une galaxie qui a cessé toute activité de production de nouvelles étoiles. La galaxie NGC 1277 dans la constellation de Persée aurait cessé toute création d’étoiles depuis déjà au moins 10 milliards d’années. En comparaison, l’Univers aurait 13,8 milliards d’années. C’est dire qu’elle est vieille et stérile depuis un bail.

Sa proximité a de quoi étonner. Les reliques sont souvent trouvées aux confins de l’Univers tandis que celle-ci se promène en comparaison tout près de nous. Elle possède deux fois plus d’étoiles que notre Voie lactée, mais elles sont presque toutes âgées d’environ 12 milliards d’années.

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Autre particularité de cette doyenne, son trou noir central fait 17 milliards de masses solaires ! Celui de notre Galaxie en fait au mieux 4 millions. C’est plus de 4 000 fois supérieur. Le record absolu connu à ce jour est de 21 milliards de fois la masse de notre soleil. Ainsi, NGC 1277 flirte avec les extrêmes. De fait, ce trou noir vaut près de 14 % de la masse totale de sa galaxie. La normale est de 0,1 %. Et ce monstre central contient 59 % de la masse totale du bulbe galactique.

Il existe un système d’autorégulation qui empêche normalement les galaxies de se retrouver dans l’état actuel de NGC 1277. Pourquoi n’a-t-il pas fonctionné ? Mystère.

Pourquoi ne crée-t-elle plus de nouveaux soleils ? Par manque de nuages de gaz. Elle a épuisé sa réserve et ne parvient pas à en capturer d’autres sur son passage à cause de sa grande célérité par rapport au reste de son milieu. Même en passant à proximité de nuages de gaz ou d’autres galaxies qu’elle pourrait absorber, sa vitesse l’empêche de s’en alimenter.

Une relation doit certainement exister entre son statut de relique, l’âge quasi identique de toutes ses étoiles et le fait d’abriter l’un des plus gros trous noirs connus. Ce dernier a-t-il cannibalisé tout le gaz disponible ? La genèse de cette galaxie atypique est encore bien mystérieuse. C’est donc une aubaine pour les chercheurs.

Toutes les galaxies finiront un jour par devenir une relique, la Voie lactée aussi. C’est donc un peu notre destin qu’on aperçoit lorsqu’on étudie cette ogresse famélique.

Photos : Télescope spatial Hubble ; blackholes.stardate.org

Adieu M. Hawking

À vingt-et-un ans, Stephen Hawking apprend qu’il va mourir dans environ deux ans de la maladie de Charcot (SLA). Il adopte alors une attitude souvent impossible chez les gens sains, c’est-à-dire de vivre au présent. Il vient de s’éteindre à 76 ans après une vie remplie comme bien peu de personnes en auront.

L’astrophysicien était le scientifique le plus connu de sa génération. Est-ce à cause de son handicap? Un peu, probablement. La dichotomie de son corps quasiment mort et de sa pensée foisonnante a de quoi enflammer l’imagination des gens.

Toutefois, bien peu d’entre nous peuvent réellement comprendre ses travaux. Il est donc devenu populaire pour d’autres raisons. Je miserais sur le fait qu’il a toujours su simplifier sa pensée pour la rendre accessible. Savoir vulgariser des concepts très complexes exige que l’on ait parfaitement compris ce dont on parle.

En astrophysique, on se souviendra principalement de lui pour le rayonnement Hawking. Présumer qu’un trou noir rayonne une quelconque énergie alors qu’il est censé se comporter comme un gros aspirateur était la preuve qu’il était capable de voir au-delà de ce qu’on nous enseigne.

Pourtant, sans ce rayonnement des trous noirs, nous ne serions probablement pas ici pour lui rendre hommage. Les minuscules trous noirs «s’évaporent» rapidement. Si ce n’était pas le cas, ceux probablement créés lors des premiers instants suivant le Big Bang, les trous noirs primordiaux, plutôt que de s’évanouir, auraient bouffé le reste de la matière environnante, notre matière actuelle.

Peut-être reviendrons-nous un jour sur certaines de ses déclarations concernant notre vilaine propension à faire connaitre notre existence à tout le reste de la Galaxie. À plusieurs reprises, il nous a mis en garde contre cette attitude très peu prudente. Si un jour une bande d’extraterrestres nous envahit parce qu’ils ont appris notre existence grâce aux signaux envoyés dans l’espace à leur attention, on comprendra alors que Hawking avait eu raison de nous alerter.

Je dis merci à monsieur Hawking pour ce qu’il a apporté, pour tout ce qu’il nous a montré et pour tout ce qu’il a été et surtout pour avoir su être grand homme d’une simplicité aucunement condescendante. Il comprenait la valeur de la vie, pas seulement pour lui, mais aussi pour tous les autres.

Adieu Monsieur Hawking

Photo : boingboing.net

L’utilité véritable d’un trou noir

On se souvient tous de cette trilogie cinématographique particulièrement ingénieuse des frères Wachowski où un héros nommé Thomas Anderson (Neo) est éjecté de la Matrice lorsqu’il décide d’avaler la pilule rouge plutôt que la bleue. La scène montrant les millions sinon les milliards de cellules contenant chacune un être humain utilisé pour calculer les données de la Matrice, cette séquence est particulièrement dérangeante. À partir de ce moment charnière dans le film, on commence réellement à tracer des parallèles entre la vie des personnages à l’écran et notre propre vie pour finalement se poser la même question que Neo. Vivons-nous dans une sorte de Matrice où tout ce qui existe n’existe pas réellement ?

Les mathématiques décrivent si bien la Nature qu’elle pourrait très bien avoir été créée par un supercalculateur à partir d’une série d’équations accessibles selon le type d’objet. Les spirales sur les fleurs de tournesol et sur la peau des ananas, les taches sur celle d’un léopard, les zébrures des zèbres, les mouvements des galaxies, l’écoulement des fluides, la radioactivité, tous ces phénomènes naturels peuvent se réduire à des fonctions mathématiques plus ou moins complexes.

Certaines expériences comme la décorporation ou les expériences de mort imminente semblent nous amener ailleurs, hors de la Matrice dans laquelle nous vivrions. Comment peut-on expliquer que notre esprit voit des choses, des gens, des détails que nos yeux ne voient pas et n’ont jamais vus ?

Il existe des humains capables de voir à des distances phénoménales en se projetant hors de leur corps. Ils dessinent ce qu’ils ont vu. On compare ensuite leurs dessins à la réalité et dans certains cas, la ressemblance est troublante.

Et que dire de ces médiums qui voient ou qui ressentent les esprits ? On peut y croire ou non, mais les esprits, les fantômes, seraient probablement des gens séparés de leur matrice. Ce monde au-delà du nôtre pourrait bien être celui où l’on est vraiment né, celui auquel nous appartenons et celui dans lequel nous retournons après notre périple dans l’Univers que nous connaissons maintenant.

Ce qui me dérange, ce sont les coïncidences, les similitudes dans les témoignages dans les faits rapportés. Les hasards existent, mais quand ils s’accumulent, ça devient un complot. Ou autrement dit, c’est un système organisé, un processus en action, un programme informatique. Les mathématiques sont à la base de tout ce que l’on connait. Aujourd’hui, on reproduit presque tous les phénomènes naturels à partir du moment où l’on a trouvé des séries de formules adéquates et que l’on possède suffisamment de puissance de calcul pour les exécuter. On n’a qu’à regarder tous ces films d’action où l’on distingue de moins en moins les trucages.

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Plusieurs scientifiques moins coincés que d’autres croient en cette possibilité. Évidemment, ils n’affirment rien sans exiger des preuves, mais ils acceptent le concept, l’hypothèse que nous vivons dans un monde fabriqué. Notre ego terrestre ne serait qu’une partie de notre entité globale. Notre mort serait la déconnexion du cordon ombilical de la matrice, la pilule rouge, la pilule de cyanure. Bon, je ne tenterai pas l’expérience pour vous le prouver puisque je ne peux pas me reconnecter à notre matrice après ma mort afin d’en témoigner. Cette impossibilité du retour semble correspondre à une des règles fortes du monde de l’au-delà, une règle forte, mais peut-être pas impossible à contourner. Mais retournons maintenant à la trilogie de la Matrice pour aborder un dernier point important.

Neo vit deux existences séparées. Tout d’abord, sa vraie vie à bord du vaisseau Nabuchodonosor où il ne possède aucune qualité surnaturelle. Ensuite, il vit sa vie virtuelle lorsqu’il est connecté à la matrice où ses compétences s’accroissent et se développent au fil du temps. Tout commence par des séances de kung-fu, mais ce n’est que l’apéritif. On le voit ensuite devenir plus vite que l’éclair, stopper des lames d’acier, ensuite ce sont les balles de fusil qu’il plie à sa volonté. Il parvient à récupérer de blessures fatales, il sauve des vies virtuelles et il peut même littéralement voler au secours de ses amis.

Bon, sachant que cette vie est un fake, une simulation, on le comprend et on l’accepte. L’esprit de Neo s’adapte de plus en plus à la matrice, il l’oblige à calculer en utilisant des équations existantes, mais très peu employées. L’agent Smith en fait tout autant et ce qui est possible pour l’un est également possible pour l’autre. Ce ne sont, après tout, que des équations programmées à l’intérieur d’un ordinateur. La particularité des deux ennemis est de connaitre la façon d’accéder à ces programmes bien dissimulés dans la Matrice.

Il existe toutefois une scène dans le troisième film qu’il faut se rappeler. C’est celle où Neo et ses amis quittent leur vaisseau avant qu’il n’explose sous les bombes des pieuvres mécaniques. Mais ces monstres métalliques continuent de les poursuivre. Puis Neo ressent quelque chose qu’il comprend bien mieux maintenant. C’est la façon d’accéder à des programmes dissimulés. Mais il n’est plus raccordé à la Matrice, cette scène se passe dans la réalité. Pourtant, il parvient à stopper les pieuvres de la même façon qu’il stoppe les balles dans sa vie virtuelle.

Ma conclusion est donc une question. Neo vient-il d’accéder à une autre Matrice, plus puissante, plus grande, qui englobe la Matrice qu’il est en train de combattre ? Une matrice gigogne, une poupée russe qui ferait que sa vie réelle est en tout point comparable à sa vie virtuelle, mais à un niveau supérieur.

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Pour prouver que notre vie est une simulation, les scientifiques nous proposent un moyen. Il faut repérer des anomalies systémiques, des ratées du système, des bogues informatiques. Dans notre vie de tous les jours, il est fort probable que nous soyons incapables de les remarquer. Mais les anomalies au niveau subatomique ou, à l’inverse, au niveau cosmologique pourraient être observées plus facilement.

Par exemple, on se pose bien des questions sur les trous noirs, car ils sont ce qu’on appelle une singularité. C’est une anomalie dans les équations mathématiques qui les créent. Ces dernières engendrent des infinis dans les calculs et ces infinis pourraient bien correspondre à un bogue du système informatique.

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Selon moi, un trou noir, c’est comme la touche d’échappement (escape) sur notre clavier. Un moyen de sortir du programme informatique dans lequel nous sommes tous plongés.

Explosion d’un météore

Le 15 janvier dernier, un météore s’est invité dans notre atmosphère au-dessus de certains états du centre-nord des USA et plus particulièrement du Michigan ainsi qu’en Ontario au Canada. Il aurait explosé avant de toucher terre en créant une onde de choc et un tremblement de terre de faible amplitude. Il serait surprenant qu’on retrouve des météorites au sol. Il s’est récemment produit le même phénomène en Russie. Ce sont en soi des événements plutôt anodins même s’il existe un danger réel de bris de vitres pouvant nous causer des blessures, mais là n’est pas le vrai problème.

L’International Astronomical Union (IAU) répertorie les cailloux célestes pouvant potentiellement devenir une menace, les Potentially Hasardous Asteroids (PHA). Voici l’adresse vous permettant de voir cette liste. Par contre, les vraies menaces sont rares et actuellement, aucun des astéroïdes recensés ne représente une réelle menace pour nous. C’est-à-dire qu’aucun n’a plus de cent mètres de diamètre et en même temps une trajectoire qui l’amènera à moins 7,5 millions de km de la Terre.

Cependant, des astéroïdes non répertoriés continuent de nous pleuvoir sur la tête sans n’avoir jamais été détectés. Le plus médiatisé est certainement le météore de Tcheliabinsk qui a explosé dans le ciel de la Russie le 15 février 2013, faisant plusieurs blessés. Ainsi, la liste des 1 882 astéroïdes potentiellement dangereux actuels n’est rien à comparer à la vraie quantité rôdant au-dessus de nos têtes et risquant une incursion dans notre atmosphère.

Il s’est produit un événement de ce genre en 1908 en Russie (coudonc !) appelé « l’événement de la Toungouska ». Un astéroïde aurait explosé à haute altitude au-dessus de ce territoire, couchant d’un seul souffle soixante millions d’arbres sur une superficie de 1 200 kilomètres carrés et causant des dégâts sur plus de 30 000 kmfaisant de cet événement la pire catastrophe recensée impliquant un météore. Heureusement, ce territoire était inhabité et à ce que l’on sait il n’y eut aucune perte de vie. Le souffle de cette explosion équivaut à plusieurs centaines de fois le souffle des bombes nucléaires d’Hiroshima et de Nagasaki. Une telle catastrophe survenant aujourd’hui au-dessus d’une grande ville ferait des centaines de milliers de victimes.

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L’origine météorique est contestée à cause de l’absence d’astroblème et de résidus d’origine cométaire ou d’astéroïde. Plus récemment, des résidus auraient été retrouvés piégés dans la résine des arbres et dans la tourbe bien qu’aucune météorite n’ait été retrouvée au sol. Les autres possibilités impliquent des objets plus exotiques, donc bien plus hypothétiques, tels un trou noir, une boule de matière noire ou d’antimatière. Étant un adepte du rasoir d’Occam, je penche pour la raison la plus probable et la plus probante, soit un météore.

Aujourd’hui, on doit rajouter une autre possibilité qui n’existait pas en 1908, la chute d’un débris spatial.

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Ce phénomène est bien plus courant qu’il n’y parait et certaines parties de fusées conçues pour être d’une solidité à toute épreuve réussissent à tomber sur terre sans se désagréger. Sachant combien ces débris sont nombreux, attendez-vous à entendre parler régulièrement d’explosions de ce genre.

 

Un vide plein

La physique quantique prend un tournant décisif en 1927 lorsque l’allemand Werner Heisenberg présente son principe d’incertitude, maintenant défini sous le vocable «inégalité d’Heisenberg». Il affirme qu’il existe une limite inhérente à tout système de mesure, créant une incertitude minimale sur la position ainsi que sur la vitesse de toute particule.

Cette incertitude, contrairement à ce que certains pensent, ne provient pas de défauts ou de mauvais calibrages des appareils. Elle accompagne la mesure elle-même, elle en fait partie comme la queue d’une fraise fait intégralement partie de la fraise.

Autrement dit, il sera toujours impossible de déterminer la position d’une particule ainsi que sa vitesse avec une précision meilleure qu’une certaine valeur. Si on améliore la mesure de la vitesse, c’est la précision sur la position de la particule qui écope, et vice-versa. Ce principe maintes fois démontré engendre un curieux effet qui s’avère au bout du compte assez troublant.

Prenons un milieu donné constitué d’un vide absolu. Le principe d’incertitude ne permet pas ce vide absolu puisqu’on obtiendrait une précision parfaite sur la vitesse à zéro mètre par seconde.

Cela signifie qu’un vide total ne peut pas rester dans cet état. Un vide absolu est intrinsèquement instable. Quelque chose doit se passer hors de toute interaction externe. Le vide ne peut pas rester totalement vide. Il crée donc des paires de particules-antiparticules.

Ces paires de matières-antimatières ayant une masse, elles ont donc un équivalent énergie selon la formule E = mc2. Et d’où vient cette énergie? Du seul endroit possible, du vide puisque ces paires sont dues uniquement à des interactions internes. Le vide est donc plein, plein d’énergie. Cette énergie engendre des paires de particules-antiparticules qui s’annihilent et se recréent sans cesse. Le «vide» spatial absolu est donc une aberration, un état inexistant dans notre Univers.

Le vide fluctue. Il est comme une sorte de bouillonnement ininterrompu. Cet état instable systémique du microscopique prouve que rien dans la Nature ne possède de stabilité absolue. Tout bouge tout le temps, car tout doit bouger, même les trous noirs. Oui, même ces monstres ne peuvent échapper à l’inégalité d’Heisenberg et Stephen Hawking l’a bien compris en définissant que les trous noirs s’évaporent.

Image : cosmobranche.free.fr