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Les Trous Spatiaux

 
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Sisyphe du Sagittaire
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MessagePosté le: Mer 21 Oct - 20:10 (2015)    Sujet du message: Les Trous Spatiaux Répondre en citant

Les Trous Spatiaux



 
L’univers regorge de phénomènes étranges et imprévisibles, imaginez des portails cosmiques où les objets disparaitraient d’où ils seraient éjectés ou bien s’échapperaient vers d’autres dimensions de l’espace et du temps. Les scientifiques recherchent les trous noirs, les trous blancs et ses trous de vers qui naissent dans l’espace, mais ne sont ils que théorique ? Ou un fait scientifique ? 

L’univers est une corne d’abondance aux possibilités infinies, il pourrait s’y trouver par exemple des « navettes » qui mènerait vers n’importe quel endroit du cosmos, il ne s’agit pas de vaisseau futuriste, c’est peut être grâce à ces trous de vers que l’on pourrait effectuer un voyage galactique. Encore uniquement théorique, c’est un tunnel offrant des raccourcies dans l’espace et le temps. Les trous de vers ressemblent un peu à des métros que l’on trouve dans certaines villes, on entre dans un trou, on emprunte un tunnel et on en sort au bout par un autre trou, c’est ainsi que l’on se déplace dans l’agglomération, le trou de vers permettrait par la même façon de voyager entre différent point de l’univers en passant par un trou. La différence entre un trou de ver et le métro, c’est qu’on utiliserait le premier pour voyager sur une plus grande distance qu’on ne le fait sur un espace habituel. En théorie, un trou de ver comporte une gorge qui est l’entrée et des sorties que l’on appelle des bouches situées dans différentes partie de l’espace. L’idée du trou de ver est très séduisante sachant que nous sommes limités par la vitesse de la lumière, il nous faut au moins 600 000 ans pour rejoindre la galaxie d’Andromède même en se déplaçant à la vitesse de la lumière ! Nombreux sont les physiciens se demandant si les trous de ver existent vraiment ? Ou bien qu’ils ne sont qu’une construction mathématique inventée par le grand Einstein.


  

Les lois de la relativité générale d’Albert Einstein permettent l’existence de trou de ver, en 1930, Einstein et son collègue Nathan Rosen calculaient les données mathématiques de l’un de ses pipelines intergalactiques nommé aujourd’hui « Pont d’Einstein-Rosen »  Les trous de vers sont le résultat des équations d’Einstein sur la relativité générale, ils sont hypothétiques et leurs fonctions est de connectés différentes parties de l’espace et du temps. Le trou de ver mathématique d’Einstein-Rosen découle de l’étude des trous de noirs. Un trou noir est une région de l’espace où le champ gravitationnel est très intense, tellement intense que les objets qui s’en approche de trop près n’ont aucun moyen de s’en échapper, absolument rien ne peut ressortir de la rencontre avec trou noir même pas la lumière. Les trous noirs restent des phénomènes rare et discret, car notamment très difficile à détecter. Un trou noir est perçu comme l’extension naturelle des lois de la gravitation, plus vous êtes près d’un gros objet, plus se force de gravitation ralentira toute chose essayant d’y échapper, la surface de la Terre étant éloigné de près 6500 km de sont centre, la force de gravitation n’est pas très puissante, mais si on réduisait la Terre de telle sorte que l’ensemble de sa masse soit à proximité de son centre, la force de gravitation serait extrêmement puissante, rien ne serait assez rapide pour se détacher de la surface terrestre.


  

Imaginons que l’on créer quelque chose qui soit si dense que même la lumière ne puisse pas s’en échapper, le système serait si compact qu’il faudrait quelques chose de plus rapide que la lumière pour qu’il puisse s’en échapper, rappelez-vous que la lumière se déplace à environ 300 000 km/s, c’est très rapide, l’attraction gravitationnelle elle très faible, c’est d’ailleurs surprenant de voir qu’il suffit à une fusée d’aller à 11 km/s pour se libérer de la gravitation terrestre. Pour imaginer un trou noir, il faudrait réduire le soleil à quelques kilomètres de diamètre, mais pour pouvoir se défaire de cette gravitation là, il faudrait aller plus vite que la lumière donc au final rien ne lui échappe et l’objet devient noir. On peut comparer une étoile en début de vie à un coureur qui vient juste de commencer son marathon, le coureur se sent frais, il utilise l’oxygène pour respirer, pour l’étoile c’est pareil, elle va lentement brûler l’hydrogène et le transformer en hélium, elle tirera son énergie de chaque noyau d’hydrogène brulé. Après cette fusion nucléaire d’hydrogène en hélium, l’étoile utilise des éléments plus lourds, l’énergie est rapidement consommée et on aboutit à du fer, il n’y a donc plus d’énergie et on peut comparer cela à un marathonien qui percute un mur de plein fouet. Mais contrairement à un marathonien qui peut reprendre des forces avec de l’eau et de la nourriture, une étoile en fin de vie n’a aucun moyen d’échapper à la mort, il n’y a plus ni chaleur, ni énergie au cœur de l’étoile, du coup, il y’a énormément de gravitation mais aucun pression pour la soutenir, l’étoile finit donc par s’effondrer sur elle-même, ce qui produit une onde de choc qui se répand et qui fait exploser l’étoile, c’est ce qu’on appelle une supernova (j’en parlerai plus sur un autre sujet). Mais plus que l’explosion, c’est ce qui se passe au cœur de l’étoile mourante qui intéresse les chercheurs en trous noirs, les astronomes modernes n’ont jamais pu observer d’explosion d’étoile dans notre galaxie, mais la physique théorique prédit que si une étoile est assez grosse, alors son cœur devrait s’effondrer sur lui-même jusqu’à former un trou noir.      

         
Einstein n’a jamais considéré le trou de ver comme un outil pour voyager dans l’espace, en théorie, à un certain moment l’objet se forme, s’ouvre brièvement puis se referme hermétiquement, tout objet passant par là sera écrasé et disloqué par compression. Les trous de vers que l’on met en équation sont instables et disparaissent en un temps incroyablement bref, les physiciens ont donc besoin de trouver un moyen de les tenir ouvert.

C’est dans les années 60 que l’on définit le trou de ver d’Einstein comme étant instable mais il n’y avait guère de recherche à ce sujet puis dans les années 90 est sorti le film de SF réalisé par Robert Zemeckis : Contact adapté du célèbre livre de Carl Sagan, il émettait l’idée que les trous de vers puisse permettre de voyager dans l’espace. Le livre et le film Contact ont été une bonne chose, il s’agissait d’une fiction qui rendait accessible à tous le concept du trou de ver, c’était une façon agréable d’intéressait le grand public. C’était une idée tirée par les cheveux que la plupart des physiciens ne prenait pas au sérieux jusqu’à ce que Carl Sagan décide d’écrire ce livre aussi réaliste que possible, depuis les scientifiques qui s’intéressent qui étudient de façon théorique les lois de la relativité générale d’Einstein ont réfléchit au voyage par les trous de vers. Les scientifiques ont commencé à enquêter sur l’existence des trous de vers différent de ceux d’Einstein et qui seraient traversable mais ils auraient besoin d’un élément qui empêchent les trous de vers de se refermer. Le but est de stabiliser le trou de ver pour éviter qu’ils se détruisent, il faudrait donc un élément nouveau que l’on appelle la matière exotique. De nos jours, nous n’avons encore jamais vu de matière exotique, elle aurait des propriétés antigravitationnelles et si nous en trouvons un jour, ce sera peut être la clé pour stabiliser un trou de ver. L’idée d’un trou de ver que l’on pourrait traverser à captivé les amateurs de SF et a aussi relancé les études sur ce sujet dans la communauté scientifique. L’idée d’un trou de ver traversable a fait sensation, cela voudrait dire un jour qu’il serait possible d’un point de vue physique de construire un système de métro vers une autre galaxie.


  
 
Le terme trou de ver est venu en comparant le phénomène avec une pomme, admettons que vous voulez aller d’un coté d’une pomme à l’autre, si vous êtes un ver, vous pouvez grignotez, faire votre chemin dans le corps de la pomme, creusez un petit tunnel et ressortir de l’autre coté, c’est plus court, mais contrairement au ver qui se déplace dans la pomme et tranquillement de l’autre coté, nous ne saurions pas quel danger nous attends à l’autre bout du trou de ver. Un trou de ver pourrait déboucher sur une zone très dangereuse de l’univers peuplé de phénomènes inconnus, on pourrait arriver même au cœur d’une étoile. Les physiciens n’ont aucune idée de comment apparait naturellement un trou de ver dans l’univers mais peuvent-ils être crée artificiellement ? Une possibilité sur laquelle travaillent les physiciens et qui permettrait de construire des trous de vers, ce serait de les faire exploser à partir de ce qui est considéré comme le tissu de l’espace temps et qui contiendrait peut être de minuscule trou de ver naissant et mourant  en raison des lois de la mécanique quantique (l’infiniment petit). Les spécialistes ont émis une hypothèse, les trous de vers traversable pourraient être sculptés à partir de la mousse quantique, une structure subatomique semblable à une bulle qui existerait partout dans l’univers à une échelle des milliers de milliards de fois plus petite que le noyau d’un atome. Dans le principe, c’est comme ça qu’il faudrait faire mais si on a la technologie qui va avec, hors ce n’est pas le cas aujourd’hui.


  

Au cas où on arriverait à en découvrir ou en créer un, les spécialistes ont déjà envisagé une autre utilisation du trou de ver. Pourrait-il transporter des touristes galactiques dans le temps ? Aussi bien que dans différentes régions de l’espace. Pour créer une machine à explorer le temps ou un trou de ver qui nous amènerait dans une galaxie lointaine, il faudrait disposer des outils d’une civilisation qui aurait peut être des millions d’années d’avance sur nous. Au cinéma les machines à explorer le temps épatent le public de puis plus de 50 ans. Mais pourrait-on se servir d’un trou de ver pour ce type de voyage ? Mais en temps que machine à explorer le temps, les trous de vers posent des questions troublantes. Dans un lointain futur, serons-nous en mesure de voyager dans le passé pour changer notre histoire ? Des idées scientifiques considérées aujourd’hui comme tirés par les cheveux pourrait un jour devenir acceptable (du même que la Terre est ronde). Les lois de la physique ne sont pas incompatibles avec l’existence des trous de vers, c’est une aile qui permettrait des incursions dans l’espace aussi bien que dans le temps, ainsi ces systèmes de « métros cosmiques » pourraient-ils être conçus comme machine à explorer le temps ?

Les lois de la relativité générale d’Einstein révèlent que le voyage temporel serait possible dans le futur, elles montrent que temps est perçu différemment en fonction de l’endroit où on se trouve dans l’univers et de la façon dont on se déplace. Les objets se déplaçant à une vitesse proche de la lumière vieillissent plus lentement que les objets statiques et ceux qui sont proche d’un corps en gravitation vieillissent plus lentement que ceux qui en sont plus éloignés. Les horloges avancent à rythme différent en fonction du champ gravitationnel, plus il est puissant, plus le temps passe lentement par rapport à quelqu’un qui est dans l’espace où il n’ya aucun champ gravitationnel. A la surface de la Terre, les horloges tournent légèrement plus lentement que dans le ciel. L’exemple le plus simple est celui des systèmes GPS, c'est-à-dire par Géolocalisation Par Satellite, elles avancent un peu plus rapidement que celles qui sont sur Terre car elles sont dans un champ gravitationnel plus faible. Les ingénieurs qui développent ces systèmes GPS doivent tenir compte du rythme différent des horloges sinon cela ne fonctionnerait plus. Le voyage vers le futur à été testé avec des horloges atomiques de très haute précision, les scientifiques ont placé une horloge au sol et une autre dans une fusée au dessus de la Terre. Ils ont comparé la marche des deux mécanismes par des signaux radios entre la fusée et le sol et comme vous vous en doutez, l’horloge de la fusée avancée plus vite. Les physiciens étudient la possibilité avec les trous de vers de voyager vers le futur mais aussi vers le passé ! S’ils existaient un trou dont une issue serait proche de la Terre, et l’autre au centre de notre galaxie, la vitesse à laquelle le temps s’écoule serait différente à chaque extrémité comparée à l’univers extérieur. Mais quand on est dans le trou de ver, le temps semble passer toujours de la même façon, cette différence de vitesse entre l’extérieur et le trou de ver transformerait celui-ci en machine à explorer le temps.


  

Donc en entrant dans un trou de ver, on pourrait quitter cette époque aujourd’hui et sortir de l’autre côté 100 ou même 1000 ans plus tôt. Le trou de ver peut permettre d’aller dans une autre galaxie mais aussi d’aller dans une autre époque. Cependant et comme on peut s’en douter, un tel voyage peut donner naissance à des paradoxes troublants… Une personne peut-elle voyager dans le passé et changer l’histoire ? Un des problèmes du voyage dans le passé, c’est qu’il produit un certain nombre de paradoxe, l’exemple le plus célèbre reste le paradoxe du grand père, selon celui-ci, si je dispose d’une machine à explorer le temps, je peux retourner dans le temps et tuer mon grand père qui n’engendrera donc jamais mon père, qui ne pourra jamais m’avoir, si bien que je ne pourrais pas venir au monde et par conséquent remonter dans le passé. Admettons que vous retournez dans le passé, et que vous rencontrez votre mère adolescente avant votre naissance et voilà qu’elle tombe amoureuse de vous. Comment pouvez-vous être né si votre mère rejette votre père et qu’elle tombe amoureuse de vous au lieu de lui ? (je pense au cas de Retour vers le Futur par exemple). Les problèmes pratiques sont immenses. Comme je le disais, si les lois de la physique ne s’opposent pas à l’existence des trous de vers, comment faire avec le risque de changer l’histoire. Il serait possible que les lois de la physique nous permettent de remonter assez loin dans le temps pour arriver à un univers cohérent en soit et qu’ainsi l’histoire ne soit pas influençable, qu’on ne puisse retourner en arrière, ni changer les événements, ce qui éviterait les paradoxes comme celui du grand père.
Pour l’instant, ces voyages dans le futur comme dans le passé restent en suspens, certains scientifiques pensent que toute tentative de créer une machine à explorer le temps détruirait le trou de ver. Ce qui ce passe si on tentait de transformer un trou de ver en machine à explorer le temps, c’est que dès que l’on relit des époques différentes, il se produit des radiations tellement intenses qu’elle détruise le trou et qu’il n’est plus possible de continuer l’opération. Il parait incertain qu’une personne puisse traverser un trou de ver car il faut savoir qu’il se passerait des choses très désagréables au cours de l’opération, vous seriez transformé en boule de gaz car les forces gravitationnelles qui soutiennent le trou de ver sont vraisemblablement très intenses.


  

Tout comme les trous de vers, d’autres phénomènes n’ont jamais été découvert dans l’espace, mais la théorie de la relativité générale d’Einstein permet d’envisager leurs existences, c’est ce qu’on appelle les trous blancs. On dit qu’un trou noir est objet dans lequel les choses tombent et disparaissent un peu comme le trou d’un évier, un trou blanc, lui fait le contraire, les choses en sortent un peu comme dans une fontaine. Le trou blanc est un peu comme une licorne, un animal exotique que personne n’a jamais vu, un trou blanc est très similaire à un trou noir sauf qu’il fonctionne de manière inversé, pensez à une cassette vidéo qu’on enroule en marche arrière, au lieu que la matière tombe au-delà de l’horizon du trou et ne puise jamais en sortir ici la matière tombe à l’extérieur, c’est donc l’inverse du trou noir. Aujourd’hui on a compris qu’en effet on trouvait des trous noirs dans l’univers et on se demande si c’est la même chose pour les trous blancs. Par exemple quand les physiciens ont découvert des quasars pour la première fois, ils pensaient que c’était des trous blancs parce qu’ils semblaient produire une énorme quantité d’énergie. Nous savons maintenant que ce n’est pas le cas, ce sont les trous noirs qui apportent aux quasars cette puissance. Si la nature a créée des trous blancs, les physiciens pensent qu’ils pourraient avoir été un élément important dans les premières étapes de l’univers peut être même dans sa formation.

Quand on essaye de résoudre certains mystères de l’univers, les réponses peuvent être vraiment complexes. L’univers a commencé avec le Big Bang, une « boule de feu » faite de matière et d’énergie en expansion, au début, elle été réduite à un tout petit point subatomique appelé une singularité. Une singularité est une région ou la gravitation est d’une puissance immense, celle du Big Bang, a donné naissance à un univers entier qui implique l’espace, le temps et toute la matière qui l’entoure. Un trou blanc est un type similaire de singularité, c’est un objet théorique qui résulte des lois d’Einstein sur la gravitation, un point de singularité d’où la matière est éjectée, par conséquent, certains scientifiques se sont demandés si l’univers pouvait avoir été crée à partir d’un trou blanc ! Pour décrire la naissance de l’univers, on pourrait dire qu’il y a eu un grand trou blanc duquel émerge une singularité initiale, cette idée de cette création de l’univers fait parti des nombreuses hypothèses sur sa naissance, sur la façon où tout a commencé où s’est produit le Big Bang.


  

Un trou blanc émet de la matière, il ne l’avale pas, mais est-ce que ce n’est pas la même chose pour le big bang, un tout petit point prodigieux se dilate et expulse de la matière, c’est pour cela qu’un trou blanc est peut être à l’origine de l’histoire de notre univers. Le satellite WMAP de la NASA a mesuré le rayonnement laissé par la naissance de l’univers, la lueur primordiale. Les images de ce « micro-onde » cosmique ont confirmé que l’univers a commencé avec une phase brève de croissance considérable appelée inflation qui a précédé sa phase régulière d’expansion. Aussi certains scientifiques se demandent t’ils si un trou blanc ne pourrait avoir été l’instigateur  de cette naissance. La preuve qu’apportent les satellites spatiaux en orbite autour de la Terre comme l’avait fait le WMAP correspond bien à l’idée de multivers. Un multivers consiste en plusieurs univers qui flottent comme des bulles de savon, dans un bain moussant, nous avons des bulles dont l’existence est brève, elles éclatent et donnent naissance à d’autres bulles de savon, autrement dit, le phénomène du big bang pourrait se produire en permanence et peut être que chaque big bang commence par un trou blanc qui ensuite se dilate rapidement pour nous donner un bébé univers. Cela ne prouve toujours pas l’existence de multiple univers, ni que les trous blancs en seraient à l’origine, mais certains scientifiques ont montré que certains types de trous blancs, bien que théoriques, serait hautement instables, ils ne survivraient pas très longtemps et se détruiraient pour former des trous noirs. Il est possible que ces trous blancs aient joués un rôle, ils se seraient formés pour un temps très court étant ensuite devenus instable, ils se seraient détruits. Au cours de cette période de formation, ils ont pu laisser une empreinte importante pour l’avenir de l’univers. On ignore encore si les trous blancs ont vraiment existé lors de la naissance de l’univers, mais en revanche, il est certain que les trous noirs ne sont plus de la science-fiction, c’est un fait scientifique. Mais les scientifiques sont d’accord pour dire que ces vortex tourbillonnants sont nés de l’agonie d’étoile massive. Quand une étoile massive n’a plus assez d’énergie, elle ne peut plus lutter contre sa force gravitationnelle, elle se détruit de l’intérieur et forme un trou noir. Les trous noirs sont très difficiles à détecter notamment parce qu’ils sont noirs. Mais on peut les observer quand ils sont en interaction avec un autre élément comme du gaz qui tombe à l’intérieur et dont la chaleur produit des rayons X.


 

Il y’a au moins deux types de trous noirs : l’un est le trou noir stellaire, sa masse est 3 à 30 fois celle de notre soleil, les scientifiques pensent qu’ils en existent au moins 100 millions de ce genre dans la voie lactée et un nombre similaire dans d’autres galaxies. L’autre est le trou noir super massif dont la masse est égale à des millions et des milliards de fois celle de notre soleil, on pense qu’il existe un « méga monstre » de ce type au centre de la plupart des grandes galaxies. Notre voie lactée en possède un, maintenant qu’il soit stellaire ou super massif, tous les trous noirs sont des « cannibales cosmiques » Voyager vers un trou noir serait fantastique, presque psychédélique, c’est comme une expérience de mort imminente. Quand vous vous rapprochez du trou noir, les forces de marrées commencent à étirer votre corps de telle sorte que le haut et le bas sont soumis à des forces gravitationnelles différentes et que vous êtes « spaghetti-fiez » En réalité, les atomes même de votre corps deviennent comme des nouilles et sont déchiquetait. Dans le cadre d’un trou noir super massif, le processus de « spaghettification » est différent, la personne qui sauterait dans le trou ne subirait pas ce traitement avant de passer l’horizon car les forces de marres ne seraient pas assez intense pour l’étirer avant qu’elle arrive au plus près de la singularité. Ainsi celui qui plongerait dans un trou noir, vivrait quelques instants où il percevrait qu’il est à l’intérieur, où il pourrait s’en émerveillait avant de plonger vers la singularité et être spaghetti-fiez. Si un trou noir ne vous semble pas assez violent, on peut aussi parler de deux trous noirs luttant pour la pouvoir !   

Dans l’immensité de l’espace, les trous noirs vont parfois par deux et semble se faire comme une « cour cosmique » mais ces unions n’ont rien d’harmonieuses. Quand deux trous noirs sont trop proches, ils se retrouvent pris au piège de la force de gravitation de leur partenaire, ils sont en orbite l’un autour de l’autre comme des derviches tourneurs, ils peuvent être amenés à ce cognés puis à s’agréger. Les scientifiques pensent que les collisions entre les trous noirs sont assez fréquentes, quand ils sont en orbite l’un autour de l’autre ils pourraient être pris dans un mouvement de spirales et finir par se mélanger, et ce nouvel objet créerait une énorme perturbation dans l’espace-temps. Si vous avez deux objets qui occupent un vaste espace et qu’ils se mélangent,  cela va produire une onde qui va s’éloigner en emportant avec elle une forte énergie. Quand les trous noirs rentrent en collision, ils créer d’intenses vibrations, des ondes gravitationnelles qui se dispersent à travers le tissu de l’espace-temps. Ces ondes ressembleraient à celles que vous avez déjà vus à la surface d’un étang, si vous y lancez un caillou, cela créer des perturbations et vous voyez des vaguelettes la transporter vers des points plus éloignés. Dans le passé, il était impossible d’identifié des collisions de trous noirs en système binaire, aujourd’hui les scientifiques ont développé des détecteurs d’ondes gravitationnelles, si bien qu’avec un peu de chance, ils pourront prendre sur le fait ce type d’évènement. LIGO est un observatoire basé au sol destiné à détecter les ondes gravitationnelles produite par les collisions de trous noirs de la taille d’une étoile, c'est-à-dire plusieurs fois la masse de notre soleil, cet interféromètre utilise des lasers pour mesurer des mouvements de miroirs suspendu en hauteur par des câbles. Il existe en Europe des structures similaire c’est le projet Einstein @Home. Quand deux trous noirs fusionnent, ils libèrent des ondes gravitationnelles dans la structure de l’espace et quand ses « vaguelettes » passent à travers ses contractions géantes, elles altèrent très légèrement la distance qui les sépare des miroirs détecteurs qui peuvent ainsi les suivre et les observer à distance. Cette altération est le signe du passage d’une onde gravitationnelle. Dans l’avenir eLISA (ou LISA) une mission conjointe de la NASA et de l’Agence spatiale européenne sera capable de détecter les ondes provoqués par la collision de trous noirs super massif, ces impacts se produisent après que deux galaxies ont fusionné et que leurs trous noirs super massif sombrent au centre de cette galaxie nouvellement formée et se rencontre.


 

Si la collision de deux trous noirs super massifs ne vous semble pas assez chaotique, essayons avec trois ! En janvier 2007, des satellites américains et européens ont observé des triples trous noirs à 10 milliards d’années lumière de la constellation de la vierge. En fait il s’agit de trois quasars, des objets lumineux dont on pense qu’ils tirent leurs énergies de trous noirs super massifs situés au centre des galaxies. Les éléments de ce trio sont proches, il n’ya guère entre eux « que » 100 000 à 150 000 années lumières (ce qui représente environ la largeur de la voie lactée). Selon toute probabilité, ils seraient engagés dans une fusion conflictuelle… Prenons trois grands trous noirs qui vont être rapprochés par le choc entre deux immenses galaxies spirales ou elliptiques, à ce moment là, c’est la mêlée générale et deux d’entre eux vont tentés de gagner la partie pour éjecter le troisième. Les interactions gravitationnelles entre trois corps peuvent mener à l’éjection de l’un des trous noirs super massifs et on reste donc avec un binôme qui va fusionner en un seul élément. Le trou noir super massif est généralement éjecté à une telle vitesse qu’il ne peut amener d’étoiles avec lui, et devient un trou noir solitaire en s’éloignant seul. La science contemporaine continue à étudier le mystère qui entoure les tous noirs mais une question agite toujours les chercheurs : Qu’y a-t-il de l’autre côté ? Que se passe-t-il si on jette un objet dans un trou noir ? Toute cette information est-elle perdue ? Les scientifiques n’en sont pas sûrs.

Selon la loi de la relativité générale d’Einstein, rien ne peut jamais ressortir d’un trou noir mais si celui-ci est minuscule, les lois de la mécanique quantique se mêlent à celle de la relativité générale. La mécanique quantique régit le monde de ce qui est très petit (comme les électrons, les neutrons et d’autres particules subatomiques) alors que la relativité générale régit le monde de ce qui est grand là où domine la gravitation telle que nous la connaissons bien (ce sont les planètes, les étoiles et les galaxies) Quand on utilise la théorie quantique pour étudier les trous noirs, il en ressort qu’ils ne sont pas des objets complètement inertes qui ne feraient qu’aspirer les objets et dont rien ne sortirait, il irradie. Ces trous noirs qui « irradie » sont des mini trous noirs car ils sont plus petits que leurs cousins stellaires ou super massifs. Le célèbre physicien Stephen Hawking a émis l’idée que si ces mini trous noirs existent, ils émettent sans doute un rayonnement qui a été nommé radiation Hawking, on pense que celui-ci pourrait provoquer l’évaporation et éventuellement la disparition d’un mini trou noir. Hawking a fournit la preuve mathématique que lorsqu’un petit trou noir se forme, puis s’évapore, certaines informations n’en sortent jamais. Cette hypothèse surprenante a provoqué un tollé parmi les physiciens, car la théorie quantique insiste bien sur le fait qu’une information ne peut jamais être entièrement détruite. Le monde est séparé en deux camps : ceux qui pensent que les calculs d’Hawking sont exact et l’autre qui pensent qu’ils ont besoin d’être affinés, la théorie des cordes ainsi que d’autres semblent suggérer qu’en fait l’information serait préserver, seulement elle ressortirait de façon très subtile. La question de ce qui arrive à l’information qui entre dans un trou noir n’est pas tout à fait résolue à mon avis. Les physiciens ne savent pas réellement ceux qui arrivent à toutes ces données comme la composition chimique des objets, leurs couleurs, leurs températures, etc… On ne sait pas encore ceux qui arrivent à ces données.


 

Il paraît peu probable que les scientifiques puissent s’aventurer à l’intérieur d’un trou noir et rentrer chez eux entier pour faire un rapport sur leurs découvertes. Mais la collaboration de chercheurs du monde entier peut aboutir à la fabrication de petit trou noir sur Terre. Si des trous noirs formés naturellement sont déjà des objets effrayants, que dire d’une usine qui en produirait ?! En Suisse dans le laboratoire physique du CERN, a été construit le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC), le système le plus vaste et le plus complexe qui ai jamais vu le jour, il s’agit d’un accélérateur de particules de 27 km de long et qui pèsent l’équivalent de 5 Boeing 747 ! Il est capable d’entrechoquer des particules subatomique pour reproduire les énergies qui ont surgit pendant quelques microsecondes après le Big Bang, ce dispositif a été conçu et construit pour étudier des questions importantes posés par la physique fondamentale des particules. Ils doivent permettre le rassemblement d’une telle quantité d’énergie que si les savants arrivent à reproduire la façon dont la nature créée ces énergies, ils pourront aussi produire de mini trous noirs ! Nous pourrions voir des trous noirs microscopique se former au cours de ces collisions de très haute énergie et il faudrait faire très vite car ils s’évaporent rapidement, les physiciens pourrait cependant étudier les déchets produits et comprendre les lois de la gravité quantique en laboratoire.

Mais la possibilité de créer des trous noirs a soulevé des questions et des inquiétudes et s’ils échappent à la gravité terrestre et avalait notre planète ? Les rayons cosmiques venus de l’espace frappe la Terre en permanence et peut être avec plus d’intensité que les trous noirs, aussi ceux-ci sont inoffensifs, ils ne vont pas avaler la Terre. Ce genre de peur n’est pas nouveau, à Brookhaven dans l’état de New-York, Le Collisionneur d'ions lourds relativistes (RHIC) est un tunnel souterrain où des atomes d’or se heurtent à vitesse atteignant 99,9 % de celle de la lumière. Quand l’expérience a débutée en 2000, les journaux télévisés ont rependu le bruit que créaient des trous noirs. Le laboratoire a décidé qu’il fallait répondre à cette accusation et rassurer la population, il a donc amené un groupe à visité le site et les gens ont compris que ce type de collision s’était déjà produit dans l’espace sans causer le moindre problème, le laboratoire a réunit les conditions nécessaire en théorie à ces collisions et mathématiquement, on obtient une similitude avec ce que nous pensons des trous noirs. Le RHIC ne peut pas produire un trou noir susceptible de représenter une menace, la masse créée ici n’est pas assez importante. Bien que le RHIC ne soit pas en mesure de créer des minis trous noirs,  les scientifiques peuvent étudier les cendres issus de ces particules et comprendre  ce que fut les microsecondes qui ont suivis le Big Bang. Les chercheurs utilisent les informations qu’ils ont pour mieux comprendre ce qui est arrivé juste après le Big Bang y compris l’éventuelle formation d’un trou noir primordial.

Ces expériences de collisions de particules en Suisse et aux Etats-Unis, ne peuvent pas créer des trous noirs, la perspective de créer des trous noirs artificiels sur Terre est actuellement totalement insensée. Pour qu’une particule soit à la fois suffisamment massive et compacte pour former un trou noir, il faudrait une énergie des milliards de fois plus grande que celle accessible au Collisionneur de Hadrons ! Ce qui est largement hors de portée de toute technologie actuelle mais ces expériences pourraient nous apprendre comment si l’information sort d’un mini trou noir et même comment l’univers a commencé.


 

Les spécialistes continuent à explorer les mystères qui entourent les trous noirs, ils restent attentifs au signe qui révélerait la présence de trous de vers et de trous blancs. Ces objets sont très difficiles à observer et pour l’instant, nous ne connaissons que l’un d’entre eux : le trou noir, les autre sont peut être de pures illusions, l’équivalent de la licorne pour les astronautes. Dans l’histoire de la science, on trouve plusieurs cas où une idée ou même la solution d’une équation a semblé être une invention de l’imagination pour finalement se révéler exacte, les trous noirs en sont un exemple.       


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MessagePosté le: Mer 21 Oct - 20:10 (2015)    Sujet du message: Publicité

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