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Qu'est-ce qu'un trou noir ? Réponse détaillée

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Qu'est-ce qu'un trou noir ?

Les trous noirs, ainsi nommés en 1967 par l'astrophysicien américain John Wheeler, ne sont rien d'autre que le résultat de l'effondrement gravitationnel d'étoiles dont la masse est supérieure à 2,5 fois celle du Soleil. Dans ce cas, la pression interne de l'étoile n'est pas en mesure d'arrêter son effondrement gravitationnel. Une étoile rapidement comprimée par les forces gravitationnelles se rétrécit à la taille d'une sphère de Schwarzschild, après quoi aucun signal provenant de la surface de l'étoile ne peut sortir.

Selon la relativité générale, un observateur situé à une grande distance d'une étoile effondrée ne saura jamais ce qui se passe à l'intérieur de la sphère de Schwarzschild. Il ne verra même pas le moment où la surface de l'étoile traversera la sphère de Schwarzschild : du fait de la dilatation relativiste du temps, l'étoile pour l'observateur s'approchera du rayon gravitationnel pendant un temps infiniment long et se "figera" à des tailles proches de la gravitationnelle. rayon.

La taille d'un trou noir, ou plutôt le rayon de la sphère de Schwarzschild, est proportionnelle à sa masse. Pour un trou noir d'une masse d'environ 10 masses solaires, le rayon de la sphère de Schwarzschild est d'environ 30 kilomètres.

L'astrophysique n'impose aucune restriction sur la taille d'une étoile, et donc un trou noir peut être arbitrairement grand. Si, par exemple, il a une masse d'environ 10 millions de solaires (il est né de la fusion de centaines de milliers, voire de millions d'étoiles relativement petites), son rayon sera d'environ 300 millions de kilomètres, soit deux fois celui de la Terre orbite.

Apparemment, ce sont précisément ces trous noirs que l'on trouve au centre des galaxies. En tout cas, les astronomes comptent aujourd'hui environ 50 galaxies, au centre desquelles, à en juger par des preuves indirectes, se trouvent des trous noirs d'une masse d'environ un milliard de masses solaires. Dans notre Galaxie aussi, apparemment, il y a un trou noir - sa masse est estimée à environ 2,4 millions de solaires.

La théorie suggère qu'avec ces supergéantes, des mini-trous noirs d'une masse d'environ 100 millions de tonnes (la masse d'un astéroïde d'un diamètre d'environ 200 mètres seulement) et d'un rayon comparable à la taille d'un noyau atomique auraient dû apparaître . Ils pourraient apparaître dans les premiers instants de l'existence de l'Univers comme la manifestation d'une très forte inhomogénéité de l'espace-temps avec une densité d'énergie colossale.

Auteur : Kondrashov A.P.

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