Un trio de scientifiques a reçu mardi le prix Nobel de physique pour leurs recherches sur les trous noirs, certains des objets les plus mystérieux de l'univers qui engloutissent les étoiles comme des grains de poussière.

Si puissants qu'ils plient les lois de la nature, pas même Albert Einstein, le père de la relativité générale, était convaincu qu'ils pouvaient exister.

Deux variétés

Un trou noir est un objet céleste qui comprime une masse énorme dans un espace extrêmement petit. Leur attraction gravitationnelle est si forte que rien ne peut échapper à leur gueule, même pas de lumière.

Cela a rendu ces entités exotiques difficiles à repérer. Mais les scientifiques en savent maintenant beaucoup sur les trous noirs grâce à l'impact qu'ils ont sur leur environnement.

Il y a deux sortes.

Les premiers sont des trous noirs de type jardin qui se forment lorsque le centre d'une très grande étoile s'effondre sur lui-même, créer une supernova.

Ceux-ci peuvent être jusqu'à 20 fois plus massifs que le Soleil, mais sont minuscules dans l'espace.

Essayer de voir la plus proche de la Terre reviendrait à chercher une cellule humaine à la surface de la lune.

En revanche, Les trous noirs dits supermassifs, comme celui situé au centre de la Voie lactée pour lequel deux des lauréats de mardi ont été récompensés, sont au moins un million de fois plus gros que le Soleil.

Le mois dernier, des équipes de scientifiques des États-Unis et d'Europe ont détecté pour la première fois un trou noir dit de "masse intermédiaire" avec 142 fois la masse du Soleil. Il s'est formé, ils ont déterminé, de la fusion de deux trous noirs plus petits.

Bouchons de temps

Lorsqu'il le sort en novembre 1915, La théorie de la relativité générale d'Einstein a bouleversé tous les concepts d'espace et de temps précédemment retenus.

Il a décrit comment tout, du plus petit atome à la plus grande supernova, est tenu sous l'emprise de la gravité.

Puisque la gravité est proportionnelle à la masse, une entité extrêmement lourde a une attraction gravitationnelle si forte qu'elle peut courber l'espace et ralentir le temps.

Selon la théorie d'Einstein, une masse extrêmement lourde, comme un trou noir, pourrait arrêter le temps complètement.

Pourtant, Einstein lui-même n'était pas convaincu que les trous noirs existaient.

Il a fallu le physicien britannique Roger Penrose - honoré du prix Nobel mardi - pour montrer que la relativité générale pouvait aboutir à ces énormes, objets dévorants.

Un trou noir supermassif

Le trou noir le plus célèbre de tous se trouve peut-être au centre de notre galaxie. A plus de quatre millions de fois la masse de notre Soleil, Le Sagittaire A* est un objet monstre responsable du tourbillon caractéristique des étoiles de la Voie lactée.

Mais, puisque les trous noirs dévorent la lumière et sont donc invisibles, pendant des décennies, il était impossible à repérer.

Au début des années 1990, les physiciens Reinhard Genzel et Andrea Ghez ont chacun dirigé une équipe de chercheurs utilisant les dernières technologies pour observer le cœur de notre galaxie.

Mais même avec les plus grands télescopes du monde, les équipes étaient limitées dans ce qu'elles pouvaient voir à cause de la distorsion causée par l'atmosphère terrestre.

Le même effet qui fait scintiller les étoiles dans le ciel nocturne ruinait la clarté des images prises de la Voie lactée.

Genzel et Ghez ont aidé à développer de nouvelles technologies, y compris des capteurs de lumière numériques plus sensibles et une meilleure optique intelligente, amélioration de la résolution de l'image plus de mille fois.

Ils ont utilisé leurs nouvelles méthodes pour suivre 30 des étoiles les plus brillantes près du centre de la Voie lactée.

Une étoile, S2, a été trouvé pour compléter son orbite de la galaxie en moins de 16 ans. Notre propre Soleil, par contre, prend plus de 200 millions d'années pour compléter son tour.

La vitesse à laquelle les étoiles se déplaçaient a permis aux deux équipes de conclure qu'il s'agissait d'un trou noir supermassif entraînant le tourbillon galactique.

© 2020 AFP