Cette vidéo nous explique quelques unes des propriétés d'un trou noir de Schwarzschild, et les effets visuels spectaculaires qui se déroulent à son approche, et une fois passés de l'autre côté de l'horizon des évènements.

Qu'est-ce qu'un trou noir de Schwarzschild ?

En astrophysique, un trou noir de Schwarzschild1 est, par définition, un trou noir :

• de masse M strictement positive : M>0 ;
• dont la charge électrique Q est nulle : Q=0 ;
• dont le moment cinétique J est nul : J=0, c'est-à-dire qui n'est pas en rotation axiale ;
• dont la singularité gravitationnelle est ponctuelle ;
• dont l'horizon des événements est une hypersurface de rayonR_h égal au rayon de Schwarzschild R_s : R_h=R_s ;
• dont l'ergosphère est confondue avec l'horizon des événements, de sorte qu'il n'existe pas d'ergorégion.

Plus formellement, c'est le trou noir obtenu en résolvant l'équation d'Einstein de la relativité générale, pour une masse immobile, sphérique, qui ne tourne pas et sans charge électrique. La métrique satisfaisant à ces conditions est alors appelée la métrique de Schwarzschild.

Source : Wikipédia.

Qu'est-ce que le rayon de Schwarzschild ?

En physique et en astronomie, le rayon de Schwarzschild1 est le rayon de l'horizon d'un trou noir de Schwarzschild, lequel est un trou noir dont la charge électrique et le moment cinétique sont nuls. Le demi-rayon de Schwarzschild ou rayon gravitationnel est la moitié d'un rayon de Schwarzschild.

Par extension, c'est une longueur intervenant dans la description relativiste du champ gravitationnel créé par une distribution de masse à symétrie sphérique.

Il peut être défini, en première approximation, comme le rayon d'une sphère à partir de laquelle la masse de l'objet est tellement compacte que la vitesse de libération est égale à la vitesse de la lumière dans le vide, de sorte que la lumière elle-même ne peut s'en échapper.

Il entre dans la définition du trou noir, modélisé par Karl Schwarzschild. En effet, si le rayon de la distribution de masse de l'objet considéré est inférieur au rayon de Schwarzschild, l'objet considéré est un trou noir dont l'horizon est la sphère de rayon égal au rayon de Schwarzschild.

Source : Wikipédia.

Qu'est-ce qu'une singularité gravitationnelle ?

En relativité générale, une singularité gravitationnelle est une région de l'espace-temps au voisinage de laquelle certaines quantités décrivant le champ gravitationnel deviennent infinies quel que soit le système de coordonnées retenu.

Les singularités gravitationnelles sont des singularités mises en évidence par les solutions de l'équation du champ gravitationnel d'Albert Einstein.

Une singularité gravitationnelle est une singularité du tenseur métrique g, et non une simple singularité de coordonnées.

D'après les théorèmes sur les singularités de Roger Penrose et Stephen Hawking, une telle singularité est un point au-delà duquel une géodésique ne peut être prolongée.

La description de telles régions n'est pas possible dans le cadre de la relativité générale, ce qui n'empêche pas cette dernière d'être en mesure de prédire que de telles configurations peuvent se former dans l'univers. Par exemple, la formation d'un trou noir va de pair avec l'apparition d'une singularité gravitationnelle en son sein. L'univers observable est issu d'une phase dense et chaude, le Big Bang. Cette phase dense et chaude pourrait elle aussi être issue d'une singularité gravitationnelle.

Le comportement d'une singularité gravitationnelle ne pouvant pas être décrit à l'aide des connaissances physiques actuelles, certains chercheurs ont émis l'hypothèse (qui par certains côtés apparaît comme un vœu pieux) que les singularités gravitationnelles ne sont jamais en mesure d'affecter l'espace environnant. Ceci est possible si elles sont entourées d'un horizon des événements, comme cela se produit dans un trou noir. L'hypothèse de la censure cosmique suppose donc que les singularités gravitationnelles (à l'exception éventuelle de celle du Big Bang) sont toujours cachées de l'extérieur par un horizon. Cette hypothèse, promue entre autres par Stephen Hawking dans le courant des années 1970, a été réfutée à l'aide de simulations numériques dans le courant des années 1990 par Saul Teukolsky et Matthew Choptuik.

Source : Wikipédia.

Cela dit, soyons lucides et bien clairs :

1. Un trou noir de Schwarzschild n'existe pas.
2. Une singularité gravitationnelle n'existe pas non plus.

1) Un trou noir de Schwarzschild n'existe pas :

Un astre n'ayant aucun moment cinétique n'existe que sur le papier, d'une manière conceptuelle. Dans l'Univers réel, tous les astres ont une vitesse de rotation. Cela est dû à la brisure de symétrie qui engendre des innombrables déséquilibres et de l'hétérogénéité partout, notre Univers actuel en étant une preuve circonstanciée définitive, et les grumeaux du fond diffus cosmologique le confirmant même à des instants très proches du Big Bang :

Donc tout tourne dans l'Univers.

C'est d'autant plus vrai que les étoiles sont en rotation. Alors, lorsqu'une étoile massive en fin de vie explose en supernovae puis s'effondre, la rotation du cœur s'accélère même. C'est le même phénomène que celui s'appliquant à un patineur en rotation, qui replie ses bras tout près de son corps : sa vitesse de rotation augmente. Donc, inule de songer à un trou noir qui ne tourne pas...

2) Une singularité gravitationnelle n'existe pas :

Dans l'Univers, tous les objets sont finis : à un un instant donné, ils ont une valeur bien quantifiée : une masse, une charge électrique, une vitesse, un moment cinétique, une énergie, un potentiel, etc.

Donc attribuer une valeur infinie à quelque chose de manifesté est totalement absurde.

En réalité, au cœur d'un trou noir, il y a un astre : un astre, constitué certes de manière exotique en son noyau central (composé principalement de sous-produits des Quarks), mais un astre bien réel, et non un point mathématique où toute la masse serait concentrée avec, comme le croient les scientifiques, une densité infinie (encore une notion absurde, un contre-sens absolu). D'ailleurs, les nouveaux modèles des théories d'unifications que sont la théorie des supercordres et la théorie de la gravitation quantique à boucles, démontrent toutes que les singularités gravitationnelles n'existent pas. Point final.

Il faut être logique à 100%, et ne pas avoir une logique à deux vitesses. Si un trou noir possède une masse (et ça nous somme sûr qu'il en possède une), alors obligatoirement il est constitué de matière. Pas de matière = pas de masse. C'est aussi simple que cela. Il faut arrêter de déconner messieurs les scientifiques, et ne pas croire de manière absolue ce que disent vos équations continues.

L'astre central d'un trou noir est très probablement constitué, en partant du cœur vers l'extérieur :

• D'un noyau de matière exotique : des particules, sous-produit de quarks, qui sont apparues lorsque la pression de dégénérescence des quarks a été atteinte en raison de l'extrême pression engendrée par la force de gravité, les faisant se décomposer en plusieurs sous-éléments, dont certains sont stables.
• Une couche de quarks, comme ceux que l'on trouve dans une "étoile étrange".
• Une couche de neutrons.
• Une série de fines couche d'atomes divers, en allant des plus lourds vers les plus légers.

Une excellente vidéo, atypique et rare, pour s'initier à certains concepts et phénomènes étranges des trous noirs.

À voir !