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André
administrateur
Inscrit le: 07 Jan 2007
Messages: 11029
Localisation: Montreal 45.500°N, 73.580°W
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 Posté le: Dim 30 Mai 2010 12:27 am Sujet du message: Voyage au coeur d'un trou noir |
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SAlut à tous
Grâce à des modèles numériques inédits, voici la description d'un voyage à la rencontre de l'astre le plus mystérieux du cosmos.
Une expérience virtuelle peuplée d'étranges phénomènes.
La traversée interstellaire a duré quelques années.
Et soudain, il est là, devant nous : un vaste trou noir semblable à un vortex, crachant des fontaines de matière azurée.
Nous touchons enfin au but.
Notre excursion est terminée.
Ce voyage imaginaire vers un trou noir nous est presque familier.
Et pourtant, il est contraire aux lois de la physique, comme l'explique Alain Riazuelo, astrophysicien à l'Institut d'astrophysique de Paris, dans une nouvelle modélisation des plus décoiffantes.
Reprenons le voyage depuis le pas de tir. Notre objectif est de nous diriger vers Epsilon Eridani, une étoile un peu plus petite que le Soleil, située à 10,4 années-lumière de nous.
Cette étoile est devenue mythique dès 1960, lorsque Francis Drake pointa le radiotélescope de Green Bank, en Virginie, à la recherche de signaux émis par une hypothétique civilisation extraterrestre.
En vain.
Fort de cette référence et des rumeurs littéraires qui font de cette étoile le lieu de naissance de Mister Spock, l'homme aux oreilles pointues de Star Treck, Alain Riazuelo a localisé dans cette direction un trou noir de quelques milliers de masses solaires.
Ce cadavre extrême naît lorsqu'une étoile très massive (10 masses solaires et plus) arrive en fin de vie.
A ce stade, l'énergie diffusée par la fusion nucléaire au coeur de l'étoile ne suffit plus à contrer la force gravitationnelle qui s'exerce en son sein.
crédit ;nasa
Les couches internes s'effondrent sur elles-mêmes et produisent une onde de choc qui expulse les couches externes de l'étoile agonisante dans l'espace.
Celleci sera visible dans toute la Galaxie et bien au-delà sous la forme d'une supernova. Le coeur de l'étoile, lui, implose indéfiniment pour se concentrer en un point, la singularité.
L'objet qui en résulte est extrêmement compact, exerçant autour de lui une force gravitationnelle sans égale : rien ne peut résister à son attraction. Même les rayons lumineux sont piégés à jamais.
Si l'on espère atteindre notre destination à l'échelle d'une vie humaine, il nous faut un vaisseau rapide, extrêmement rapide :
en accélérant à 99% de la vitesse de la lumière, il nous faudrait tout de même plus de quatre ans pour dépasser la plus proche étoile !
Une telle accélération, hélas ! nous pulvériserait, tant la force de gravité qui s'exercerait alors sur nos organismes serait écrasante.
Et nul alliage de titane ne pourrait nous en préserver.
L'impression de reculer
Néanmoins, imaginons qu'en ce trentième siècle, nous disposions des technologies pour voyager ainsi sans trépasser.
Nous voici propulsés dans l'espace à une vitesse approchant les 70% de celle de la lumière.
Loin de défiler de part et d'autre, les étoiles semblent venir de l'arrière :
Antarès et Orion, qui sont à l'opposé de notre direction, apparaissent devant nous.
Peu à peu, les rayons lumineux semblent se concentrer au centre de notre champ de vision en une flaque de lumière éblouis- santé. Nous sommes maintenant à 99% de la vitesse de la lumière et nous ne voyons plus rien.
Cet effet inattendu est dû à un phénomène «d'aberration de la lumière», semblable à celui de la pluie sur le pare-brise d'une voiture.
Lorsque celle-ci roule à grande vitesse, la direction apparente de la pluie bascule vers l'avant et nous avons l'impression que la pluie se précipite vers nous quasi à l'horizontale.
Peu à peu, toute la voûte céleste qui était dans notre dos semble passer devant, excepté le point situé exactement dans notre dos.
C'est James Bradley qui a mis en évidence ce phénomène en 1728.
Tandis que l'astronome britannique traversait une rivière sur un voilier, il s'aperçut que la direction apparente du vent avait changé, un effet bien connu des navigateurs.
Perplexe, Bradley se demanda si cet effet pouvait s'appliquer à la lumière.
Après quelques mois d'observation de l'étoile Gamma Draconis, il mit en évidence les variations de la position apparente de l'étoile.
Le phénomène d'aberration a une conséquence déconcertante : alors que l'on accélère à des vitesses proches de celle de la lumière et que la lumière émise par tous les objets - même ceux situés derrière nous - se concentre dans la direction vers laquelle nous filons à toute allure, nous avons pourtant l'impression de reculer !
Pendant cette prodigieuse accélération, l'aspect même des étoiles s'est modifié.
Les astres rouges, tels Bételgeuse, sont devenus orange, jaunes puis d'un blanc éclatant.
Les géantes bleues ont vu leur éclat décupler.
Derrière nous en revanche, l'inverse s'est produit.
Toutes les étoiles ont peu à peu rougi, leur luminosité a décru fortement puis elles se sont assombries jusqu'à ce que le ciel tout entier devienne noir.
Ces deux phénomènes opposés sont dus à l'effet Doppler, qui engendre un décalage vers le rouge lorsque la lumière s'éloigne et un décalage vers le bleu tandis qu'on s'approche de sa source.
De fait, entre l'émission d'une onde et sa réception, il peut se produire un décalage de fréquence lorsque la distance entre l'émetteur et le récepteur varie au cours du temps.
Ce décalage des ondes lumineuses est similaire à celui, plus connu, des ondes acoustiques : le bruit d'une sirène de voiture de police devient de plus en plus aigu à mesure qu'elle s'approche de nous, puis devient plus grave en s'éloignant.
Le trou noir est maintenant en vue, découpant sa silhouette sur un somptueux tapis d'étoiles.
Notre vaisseau est installé sur une orbite circulaire, à distance respectable du monstre.
Pour ne pas subir l'influence gravitationnelle de celui-ci, il nous faut en effet adapter la vitesse à l'altitude.
Plus nous approchons du trou noir, plus il faut aller vite et dépenser une énergie de plus en plus phénoménale.
Mais il y a une limite à ce jeu d'équilibriste, appelée «sphère des photons» : sur cette orbite, la vitesse de satellisation est égale à celle de la lumière, ce qui signifie que seuls les photons peuvent frôler le trou noir si près avec une chance d'en réchapper.
Images fantômes
Autour de l'astre mort, cependant, se produisent d'étranges phénomènes optiques.
Les étoiles se dédoublent de chaque côté, effectuant autour de lui une ronde lumineuse. A distance, les objets apparaissent comme distordus.
La tramée gazeuse de la Voie lactée elle-même s'arrondit et son double dessine une boucle sous le trou noir.
Bientôt, notre galaxie semble dessiner un anneau gazeux autour du trou noir. Tous ces mirages visuels sont dus à la déflexion des rayons lumineux.
Prédit par Albert Einstein en 1915 dans le cadre de sa théorie de la gravitation, cet effet fut confirmé en 1919 lors d'une éclipse de Soleil, qui permit d'établir que les rayons lumineux qui rasaient le bord du Soleil étaient défléchis de 1,75 seconde d'angle.
Ce phénomène devient bien plus important encore aux abords d'un trou noir.
Un photon qui s'aventurerait à sa proximité serait comme happé par son extraordinaire force gravitationnelle.
S'il ne dépasse pas la sphère des photons, il pourrait faire plusieurs orbites avant de repartir avec un angle différent. Pour l'observateur, c'est comme s'il y avait plusieurs sources de rayons lumineux.
Ce détournement de lumière crée une infinité d'images fantômes à proximité du trou noir.
Plus étonnant encore, les étoiles situées derrière nous peuvent être aperçues aux abords du trou noir, certains de leurs rayons ayant été déviés par celui-ci, qui sert alors de rétroviseur cosmique.
Enfin, lorsqu'une étoile passe exactement derrière le trou noir, il agit à la manière d'une loupe, concentrant et détournant vers nous l'essentiel de sa lumière, ce qui décuple son éclat.
Point de non-retour
Parti pour un voyage sans retour, notre vaisseau file maintenant droit devant, vers ce port obscur qui demeure d'un noir absolu.
Si la femme élastique nous précédait dans cette descente infernale, ses pieds seraient d'abord attirés imperceptiblement vers l'astre mort, puis son corps s'allongerait jusqu'à lui donner la forme d'un long spaghetti.
Il y a pourtant une frontière qui sépare la région où tout est encore possible de celle où notre destin sera définitivement scellé.
Hélas ! ce point de non-retour n'est guère repérable.
A l'instar du nageur qui ne ressent rien au moment où il se fait happer par les courants qui vont l'emmener vers la chute d'eau, il ne se passe rien au moment où nous passons l'horizon du trou noir.
Peu à peu, la silhouette sombre du trou noir emplit le champ de vision et nous avons l'impression que le ciel nous tombe sur la tête.
Notre dernière vision avant de heurter le centre du trou noir, la singularité, c'est celle d'un anneau extrêmement lumineux qui nous encercle de part et d'autre.
Nous ne ressortirons pas du trou noir et ne pourrons jamais partager cette expérience unique, puisque aucune information ne pourra s'en échapper.
Notre seul espoir désormais relève de la science-fiction : si les trous de ver existent, nous pourrons peut-être ressortir dans un autre univers.
Mais si la théorie n'interdit pas leur existence, elle demeure hautement improbable...
Sylvie Rouat
Trahi par ses voisins !
Par essence, les trous noirs sont invisibles, puisqu'ils n'émettent aucun rayonnement. Alors, peut-on être sûr qu'ils existent ?
Un moyen de les repérer, cependant, est d'interroger leurs voisins.
C'est ce qu'a fait une équipe menée par Rainer Schödel de l'institut Max-Planck de Garching, en Allemagne.
Pendant quinze ans, les chercheurs ont guetté les mouvements des nombreuses étoiles qui encombrent le centre de la Galaxie.
Cette foule dense, concentrée dans une petite région, était déjà le signe qu'il existait là une masse importante capable de lier gravitationnellement tout ce petit village stellaire.
Année après année, les orbites d'une dizaine d'étoiles ont été reconstituées, révélant que toutes tournaient à grande vitesse autour de... rien.
Mais un «rien» très massif : environ 3,7 millions de masses solaires contenues dans une région pas plus grande que notre système solaire.
Cet objet sombre ne peut être qu'un trou noir supermassif, baptisé Sagittarius A*, qui constitue le coeur de la Voie lactée.
La source ,
http://www.sciencesetavenir.fr/magazine/evenement/094562/voyage-au-coeur-d-un-trou-noir.html
Amicalement
_________________
Etrange époque où il est plus facile de désintégrer l' atome que de vaincre un préjugé.
Einstein, Albert, |
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Paul
Chroniqueur
Inscrit le: 03 Mar 2008
Messages: 458
Localisation: Brossard
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| Posté le: Mar 01 Juin 2010 1:25 am Sujet du message: |
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Bonsoir
Tres intéressant , merçi 
A+
_________________
Tout est possible ! quand on veut ! |
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b1a2s3a4l5t6e7
Administrateur-superviseur
Inscrit le: 22 Jan 2007
Messages: 3169
Localisation: Québec,(Québec),Canada
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| Posté le: Mar 01 Juin 2010 11:01 pm Sujet du message: Voyage au coeur d'un trou noir |
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| Citation: |
en accelerant a 99% de la vitesse de la lumiere, il nous faudrait tout de meme plus de quatre ans pour depasser la plus proche etoile !
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en accelerant jusqu'a 99% de la vitesse de la lumiere,
| Citation: |
Une telle acceleration, helas ! nous pulveriserait, tant la force de gravite' qui s'exercerait alors sur nos organismes serait ecrasante.
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Un petit calcul s'il vous plait;
considerons qu'un acceleration de 9.8 m/ss est confortable et equivalent a l'acceleration gravitationnele sur nous;
v = at,
pour t = (365 j)(24 h/j)(3600 s/h) = 31536000 s,
on a v = (9.8 m/ss)( 31536000) = (3.09)(10)^8 m/s ,
alors en accelerant suffisamment pour avoir la meme sensation que la gravite' Terrestre, on atteint la vitesse de la lumiere dans un an environ, pour decelerer avec le meme confort, il faut aussi une autre annee, pour revenir il faut aussi le meme temps, soit deux ans, alors un voyage aller retour en ayant atteint presque la vitesse de la lumiere prend donc 4 ans, la duree total du voyage prend donc au moins 4 ans + 2 fois la distance du trajet en annee lumiere;
exemple aller pres d'une etoile situe' a 10.4 annees lumiere (l'etoile Epsilon d'ou vient Mister Spock) et en revenir, il faudrait donc:
temps = 4 ans + 2(10.4) ans = ( 24.8 ) ans, environ  ,
on peut etre plus precis en considerant la vitesse moyenne lors des accelerations et decelerations, celle-ci etant de la moitie' de la vitesse de la lumiere, on peut alors diminuer de deux ans ce trajet aller retour, ce trajet dure donc environ ( 22.8 ) ans .
L'equation general plus precise est donc environ:
t = 2(distance +1 a.l), a.l pour annee lumiere,
par exemple pour l'etoile Epsilon, distance = ( 10.4 ) annees lumiere, on arrive bien a:
t = ( 22.8 ) annees environ.
_________________
Merci de votre attention et de votre intérêt
Pierre Jones-Savard |
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