Trous noirs, les nouvelles stars de l’Univers

Ils furent d’abord une idée un peu folle, une hypothèse, une solution mathématique sortie des équations de la Relativité Générale d’Albert Einstein, qui est la théorie actuelle de la gravitation. Ils furent aussi une source de fiction, de films d’animations, où d’intrépides voyageurs spatiaux voyaient leur temporalité bouleversée par le jeu de la dilatation du temps à proximité d’une masse… infinie. Et puis un jour, ils furent une réalité. Sous la forme subtile de leur influence sur la trajectoire des étoiles environnantes, et surtout, en avril 2019, d’une première image capturée par un réseau de huit radiotélescopes répartis sur la surface de la planète. Une image qui révèlait l’existence d’un trou noir au centre de Messier 87, une galaxie massive de l’amas galactique Virgo, à quelque 55 millions d’années-lumière de la Terre , avec une masse considétable équivalant à 6,5 milliards de masses solaires.
Depuis, ces fabuleux objets cosmiques caractérisés par des masses extraordinairement élevées et des dimensions incroyablement compactes, qui affectent leur environnement de manière extrême, déformant l’espace-temps et surchauffant toute matière située à proximité, ne sont plus des astres théoriques. Mieux encore, ils sont devenus incontournables dans la construction d’une histoire de l’Univers puisqu’on les trouvent aux cœurs des galaxies les plus proches du Big Bang et qu’ils ont sans doute joué un rôle dans l’organisation de la trame cosmique.
Que sont-ils ? Quelle est la nature de ces astres denses ? Que savons-nous de celui qui occupe le centre de la Voie lactée ? Ont-ils un lien avec la matière noire ? Leur destin ultime est-il de se transformer en trous blancs ? Plus que jamais, alors que de nouvelles vues de ces monstres tapis au cœur des galaxies sont en cours de réalisation, les trous noirs sont les nouvelles stars de l’astronomie moderne.

L'invité : Eric Gourgoulhon est astrophysicien, directeur de recherche CNRS au Laboratoire Univers et Théorie LUTH de l’Observatoire de Paris, médaillé d’argent du CNRS. Ses travaux issus de la relativité générale contribuent à interpréter les données des télescopes et des détecteurs d’ondes gravitationnelles dans le but de « comprendre la physique des astres compacts comme les étoiles à neutrons et les trous noirs ». Auteur de deux ouvrages sur la relativité restreinte et les fondements de la relativité numérique, il s’intéresse au comportement de la matière et de la lumière dans les champs gravitationnels forts.

Le grand entretien de Ciel et espace est réalisé en partenariat avec le Club des chercheurs de la Fondation Victor Lyon de la Cité internationale universitaire de Paris, le Ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche, la ville de Paris.

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