mardi, novembre 26, 2024

Les trous noirs ressemblent tous à des beignets, quelle que soit leur taille

La publication d’une image remarquable du trou noir au centre de notre galaxie n’est pas seulement une réalisation scientifique incroyable, elle est également en accord avec les prédictions sur ce que sont les trous noirs et comment ces objets étranges sont formés par le pouvoir de la gravité.

Le trou noir, appelé Sagittarius A*, est un type appelé trou noir supermassif, qui se trouve au centre de presque toutes les galaxies. Le nôtre est plus petit pour de tels géants : à 4,3 millions de fois la masse du soleil, il est beaucoup plus petit que d’autres monstres comme celui de Messier 87 qui a été photographié en 2019 et qui fait 6,5 milliards de fois la masse du soleil.

La collaboration EHT a créé une multitude d’images du Sagittaire A*, en utilisant le lancer de rayons, une technique qui visualise les propriétés du trou noir sur la base des données collectées avec le réseau de radiotélescopes et des prédictions faites par la théorie de la relativité générale d’Einstein. Les images présentées ici ont été créées par Chi-kwan Chan d’UArizona. Ben Prather/Groupe de travail sur la théorie EHT/Chi-Kwan Chan

Cependant, les images de ces deux trous noirs semblent particulièrement similaires, les deux montrant une forme de beignet distinctive. Et cela concorde précisément avec les prédictions des physiciens, qui disaient que les trous noirs auraient le même aspect, quelle que soit leur taille.

« Le fait que la lumière apparaisse comme un anneau, avec l’ombre noire à l’intérieur, vous indique que c’est purement de la gravité », a expliqué le chercheur sur les trous noirs Dimitrios Psaltis de l’Université de l’Arizona dans un communiqué. « Tout est prédit par la théorie de la relativité générale d’Einstein, la seule théorie du cosmos qui ne se soucie pas de l’échelle. »

Cette mise à l’échelle est inhabituelle car la plupart des choses qui existent à différentes échelles semblent très différentes – Psaltis donne l’exemple d’une fourmi et d’un éléphant, qui semblent très différents en raison, entre autres facteurs, de la façon dont leur masse est supportée. Mais les trous noirs ne sont pas comme ça, semble-t-il, car ils sont les mêmes, qu’ils soient grands ou petits. Messier 87 est 1 500 fois plus massif que Sagittarius A* et est également beaucoup plus grand, comme vous pouvez le voir sur une image de comparaison de l’Observatoire européen austral. Mais les deux se ressemblent beaucoup.

Comparaison de taille des deux trous noirs imagés par la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) : M87*, au cœur de la galaxie Messier 87, et Sagittarius A* (Sgr A*), au centre de la Voie Lactée.
Comparaison de taille des deux trous noirs imagés par la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) : M87*, au cœur de la galaxie Messier 87, et Sagittarius A* (Sgr A*), au centre de la Voie Lactée. Collaboration EHT (remerciements : Lia Medeiros, xkcd)

Cela signifie que même de très petits trous noirs, si nous pouvions les imager, ressembleraient aux images du Sagittaire A* et de Messier 87. Ils montreraient tous cette forme de beignet similaire.

« Où que nous regardions, nous devrions voir des beignets, et ils devraient tous se ressembler plus ou moins », a déclaré Psaltis, « et la raison pour laquelle c’est important – outre le fait que cela confirme notre prédiction – c’est que personne ne l’aime. En physique, nous avons tendance à ne pas aimer un monde où les choses n’ont pas de point d’ancrage, d’échelle définie.

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