- il y a 5 heures
Plongez au cœur des trous noirs, ces objets célestes énigmatiques dont les mystères sont aujourd'hui explorés par la science. Comment comprendre les astres qui avalent la lumière ? Une exploration scientifique des trous noirs, de leur formation à leur rôle dans l'univers.
Retrouvez « Big Bang » sur France Inter et sur : https://www.radiofrance.fr/franceinter/podcasts/big-bang
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00:00Merci Damien Mestre, on vous retrouve à midi pour un nouveau journal et c'est parti
00:04pour Big Bang ! Avec mes invités aujourd'hui, nous allons partir explorer les trous noirs.
00:23A la fin du XVIIIe siècle, deux physiciens ont fait un petit calcul étrange.
00:28A l'époque, on connaissait la vitesse de la lumière, alors en utilisant les lois de la gravitation fraîchement découvertes par Newton,
00:35ils se sont demandé s'il était possible que la lumière, malgré sa vitesse faramineuse de 1 milliard de km par heure,
00:43puisse, à cause de la gravitation, se retrouver coincée quelque part.
00:48Alors, dit comme ça, je comprends que la question paraît étrange.
00:52Mais on sait tous que plus on lance un objet fort depuis la surface de la Terre, plus il va monter haut.
00:58Mais en général, il retombe à cause de la gravitation.
01:02Grâce à Newton, on sait même que pour échapper à la gravitation terrestre, c'est-à-dire pour se retrouver dans l'espace sans retomber,
01:09sans retomber, il faut, depuis la surface de notre monde, sauter à plus de 42 000 km par heure.
01:17Et c'est là, à partir de cette idée, que deux physiciens du XVIIIe siècle, John Mitchell en Angleterre et Pierre-Simon Laplace en France,
01:25se sont demandé s'il pouvait exister un astre quelque part dans l'espace, qui serait tellement dense,
01:31dont la gravitation serait tellement puissante, qu'il faudrait, pour s'en échapper, aller à plus de 1 milliard de km par heure.
01:40Étonnamment, les calculs disaient que oui, c'était possible. En 1783, John Mitchell a calculé, je vous lis le texte que j'ai traduit un peu librement, ceci.
01:52Si on concentrait le Soleil tout entier dans une sphère 500 fois plus petite que sa taille actuelle,
01:58alors, à cause de sa propre gravitation, toute la lumière qui tenterait de s'en échapper, retomberait vers sa surface comme l'eau d'une fontaine.
02:08Quelques années plus tard, Laplace a fait à peu près le même calcul, et il a nommé ces astres des astres occlus,
02:15car la lumière ne pouvant s'en échapper, on ne peut pas les voir.
02:19Malheureusement pour eux, personne n'a écouté Mitchell et Laplace.
02:22Et cent ans plus tard, au début du XXe siècle, alors que ces astres occlus apparaissent de nouveau dans les équations d'Einstein,
02:29rebelote, personne n'a pensé qu'ils pouvaient être réels.
02:32Un astre qui avale la lumière, faudrait être fou pour imaginer que ça puisse exister.
02:37Qu'il en soit, ils ont depuis été renommés. On ne les appelle plus des astres occlus, mais des trous noirs.
02:43Et s'il y en avait, ils seraient apparus comment ? Et ils feraient quelle taille ?
02:46Et est-ce qu'on pourrait, d'une manière ou d'une autre, vérifier qu'ils sont là, alors qu'il est impossible de les voir ?
02:51Ce ne sera qu'une toute petite partie des questions que nous allons nous poser aujourd'hui, avec mes trois invités, que voici.
02:59Bonjour, je m'appelle David Elba, je suis astrophysicien, et pour moi, parler des trous noirs aujourd'hui, c'est fondamental,
03:05parce que jusqu'à il n'y a pas longtemps, pour nous, les trous noirs, c'était la cerise sur le gâteau.
03:09Un détail. Et là, depuis quelques mois, quelques années, le trou noir est devenu l'objet central de l'étude de l'univers.
03:16Une véritable révolution des trous noirs est en cours.
03:19Bonjour, je m'appelle Maïka Clavel, je suis chercheuse CNRS à l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble.
03:26Et je travaille à partir d'observations du ciel à haute énergie, afin d'étudier les astres qui se forment lorsque les étoiles meurent.
03:34Et parmi eux, les trous noirs sont des objets très intéressants, parce qu'ils sont très très très discrets, et donc très difficiles à débusquer.
03:41Sauf quand ils rencontrent de la matière, et alors là, ça peut donner lieu à des éruptions absolument extraordinaires, qui ont encore beaucoup de choses à nous apprendre.
03:49Bonjour, je m'appelle Alexandre Astier, j'ai beaucoup de métiers, mais pas celui d'astrophysicien.
03:54J'ai la particularité de ne rien comprendre aux trous noirs, ce qui me permet d'avoir sur ce plateau une position, on va dire, singulière.
04:01Parfait. Alexandre Astier, Maïka Clavel, David Elbaz, bonjour et bonjour à toutes et à tous.
04:06Nous sommes avec le public du studio 621 de la Maison de la Radio, et nous allons parler de trous noirs.
04:21Alexandre Astier, c'est très bien que vous nous ayez dit que vous n'y comprenez rien aux trous noirs, parce que je vais vous poser à vous plein de questions.
04:27Mais j'en veux.
04:28Est-ce que, malgré tout, il y a quelque chose qui pourrait vous intriguer à travers cet astre ?
04:34Oui, alors ça va se transformer en question tout de suite.
04:36Moi, je pensais, je croyais avoir compris que la lumière allait à la vitesse de la lumière parce qu'elle n'avait pas de masse.
04:42Et que dans l'espace, ce qui n'a pas de masse va donc à la vitesse maximum de l'espace, qui est celle de la lumière.
04:48Mais du coup, comment se fait-il que des particules sans masse soient visiblement sensibles à la gravitation ?
04:53Ah, c'est une belle question. Vous avez totalement raison sur le fait que la lumière n'a pas de masse.
04:59Est-ce qu'un de vous deux voudrait répondre à cette question ? David Albaz, peut-être ?
05:03C'est là qu'on a le germe des questions que s'est posées à Bernstein,
05:07et où il a en particulier décrit la gravité comme étant un effet sur la géométrie de l'espace et du temps.
05:14Alors ça veut dire quoi ?
05:15Ça veut dire que lorsqu'une pomme se détache de l'arbre, à l'endroit où elle se détache, l'espace est différent de près de la Terre.
05:22Il est courbé, il est différent. Par exemple, si on prend une horloge atomique aujourd'hui,
05:25et qu'on la soulève de 1 cm au-dessus du sol, on voit le temps s'accélérer.
05:29Donc ça veut dire que de manière invisible, il y a une espèce de toboggan, là, dans l'espace, qui fait qu'on glisse dessus.
05:34Et donc ça n'a plus rien à voir avec la masse.
05:37C'est-à-dire que dès qu'il va y avoir de l'énergie, que ce soit de la lumière ou de la masse,
05:42la gravitation va avoir un effet dessus parce que c'est le chemin que les choses vont emprunter dans un espace qui est fait de collines et de courbes.
05:49D'ailleurs, je ne sais pas si vous vous souvenez, mais à l'école, on nous montre cette théorie de Newton avec des flèches qui sont accrochées à notre nombril et qui nous attire vers le bas.
05:58Dans la vision d'Einstein, même pour celle de Newton, c'est une vision pour rendre les calculs pratiques.
06:07Mais en réalité, vous le sentez vous-même dans votre corps.
06:09La gravitation, elle marche sur vos mains, sur votre tête, partout, et vous tombez le long du toboggan que David Elbaz vient de décrire à l'instant.
06:19Les trous noirs existaient dans la théorie de Newton, mais malheureusement, en regardant ça d'un peu plus près,
06:27les scientifiques, même il y a une centaine d'années, ont réalisé que la théorie de Newton ne marche pas lorsqu'on essaie d'aller jusqu'aux trous noirs.
06:33En revanche, dans la théorie d'Einstein, ils réapparaissent.
06:36Et du coup, on se demande, mais est-ce que ce sont vraiment des objets qui existent ou est-ce que c'est des petits objets mathématiques qui apparaissent dans les calculs Maïka, Clavel ?
06:47Alors oui, ce sont des objets qui existent.
06:49Et on a commencé à avoir l'intuition qu'ils existaient dans les années 60.
06:54Et je vais parler, pour ce qui me concerne, des trous noirs qui sont dans notre galaxie, donc qui sont assez proches de nous.
06:59Et donc, on les a découverts un peu par hasard, on ne les cherchait pas.
07:03Et donc, dans les années 60, il y a commencé à avoir des fusées, qui étaient plutôt des missiles à l'époque.
07:09On a décidé de remplacer les explosifs par des charges utiles avec des instruments scientifiques.
07:13Et on a commencé à détecter du rayonnement X, donc du rayonnement très énergétique, qui venait de l'univers.
07:20Et donc, parmi ces sources, il y en avait une dans la constellation du Cygne.
07:23Et donc, quand on regardait avec les instruments au sol, en optique, la lumière visible avec nos yeux, on ne voyait rien de spécial.
07:28On voyait des étoiles, mais il y avait cette source X brillante.
07:31Et donc, les astrophysiciens ont pointé les télescopes beaucoup plus longtemps.
07:35Et ils ont fini par trouver une étoile très massive qui tournait.
07:39Donc, on la voyait tourner, mais elle tournait autour de quelque chose qu'on ne voyait pas.
07:42Et donc, à partir de l'orbite de cette étoile, ils ont déterminé la masse de ce qu'on ne voyait pas,
07:47qui est maintenant évaluée à une vingtaine de fois la masse de notre Soleil.
07:51Et donc, cette chose-là qu'on ne voyait pas ne pouvait être rien d'autre qu'un trou noir.
07:55Et donc, c'est la première preuve que les trous noirs existent.
07:59Et donc, c'est le premier trou noir qui a été découvert dans notre galaxie, pas très loin.
08:04J'ai deux petites choses assez marrantes à dire avec ce trou noir-là.
08:07La première, c'est que là, vous disiez à l'instant que c'était un missile qui a été lancé dans l'espace,
08:12enfin, même pas dans l'espace, dans le haut de l'atmosphère, pour détecter ces signaux.
08:15Parce que le ciel de la Terre, l'atmosphère de la Terre, bloque, heureusement pour nous,
08:20tous les rayons X qui viennent de l'espace.
08:22C'est-à-dire qu'on n'est pas en train de se faire une radio en permanence, c'est bloqué par le ciel.
08:26Donc, si on veut détecter ces rayons qui sont ultra énergétiques, il faut qu'on aille haut dans le ciel, au-dessus du ciel.
08:31Et c'est ce que ces satellites ont fait dans les années 70.
08:34Je crois que quelques années après, ils ont envoyé carrément un autre satellite dans l'espace,
08:38UURU de mémoire, s'appelait ce satellite pour regarder ce sinus X1,
08:44qui est la première source rayon X dans la constellation du signe.
08:48Et ce que je trouvais rigolo par rapport à ce signal, c'est qu'il se trouve que mon directeur de thèse, de doctorat,
08:55qui s'appelait Stephen Hawking, avait fait un pari à ce moment-là avec un autre scientifique qui s'appelle Kip Thorne.
09:00Stephen Hawking disant qu'il ne peut pas y avoir un trou noir à cet endroit-là,
09:04mais je pense, espérant secrètement qu'il y en avait un, alors que Kip Thorne disait mais si, mais si, bien sûr qu'il y en a un.
09:10Et ce que vous venez de nous raconter, c'est que Kip Thorne a gagné son pari et qu'il y avait effectivement un petit trou noir à cet endroit-là.
09:16Pourquoi est-ce que des rayons X émanent de ce genre d'endroits ?
09:21Alors, si le trou noir est tout seul, il ne se passe rien, on ne voit rien.
09:25Par contre, s'il y a de la matière à proximité, et là c'est le cas parce que, comme je vous ai dit, il y a une étoile qui tourne autour.
09:31Et cette étoile est tellement grosse qu'en fait, il y a une partie de la matière de cette étoile qui s'approche proche du trou noir
09:38et qui va être accrêtée, donc qui va tomber en direction du trou noir.
09:42Et elle va donc s'enrouler autour du trou noir, former ce qu'on va appeler un disque d'accrétion, donc vraiment comme un disque, comme un vinyle tout plat.
09:49Et donc la matière dans ce disque va chauffer à très très haute température, à des millions de degrés Kelvin.
09:54Celle-ci, c'est pareil à ce niveau-là. Et donc ça, ça va émettre en rayon X.
09:59Et puis, dans certains cas, on va aussi voir des particules qui sont accélérées, ça va former des jets, des vents.
10:05Et ça aussi, ça va rayonner en rayon X parce que les particules vont très très très vite.
10:10Alors, on peut se demander déjà, un, si c'est dangereux, deux, s'il y en a beaucoup dans notre galaxie.
10:17Alors, avant de vous demander, Alexandre Astier, une estimation du nombre de petits trous noirs dans notre galaxie comme ça,
10:22je vais vous demander, David Elbaz, est-ce que vous pourriez juste nous décrire, avant d'en dire trop, pour ne pas répondre à cette question tout de suite,
10:28nous décrire ce qu'est notre galaxie, ce qu'est une galaxie ?
10:31Alors, une galaxie, c'est un ensemble d'étoiles qui sont soudées par la gravité, ce qui fait qu'elles ne peuvent pas en sortir.
10:38Et de la matière interstellaire, on a mis longtemps à accepter le fait que l'espace n'était pas vide, qu'il y avait de la matière interstellaire.
10:44D'ailleurs, ce qui est rigolo, c'est que quand ça a été découvert en 1904 par quelqu'un qui s'appelle Hartmann,
10:48la première chose qu'il a trouvée dans la voie lactée, c'est du calcium.
10:51Donc, on nous dit de boire du lait pour boire du calcium et on a trouvé du calcium dans la voie lactée.
10:56Bon, et personne ne l'a cru d'ailleurs. Il a fallu attend 1930 pour qu'on le comprenne.
11:00Et puis, il y a aussi, on pense, une forme de matière qui ne fait pas de lumière, qu'on appelle de la matière noire, qui fait de la gravité.
11:05Donc, la voie lactée, c'est d'abord des étoiles, du gaz et puis de la matière d'art.
11:09Et puis, il y a ces objets extraordinaires, les trous noirs.
11:13Et parmi eux, et je ne dirai pas le nombre, il y a ce qu'on appelle les trous noirs rogues ou les free-floating black holes,
11:21des trous noirs qui volent et qui se déplacent dans notre galaxie et qui sont au nombre de…
11:26Ah, je ne peux pas le dire.
11:27Ah non, on ne peut pas me rendre.
11:28Peut-être une première estimation ?
11:30Je ne sais pas, Alexandre…
11:31Combien d'étoiles on a dans notre galaxie ?
11:32300 milliards.
11:33300 milliards.
11:34On est d'accord que les trous noirs, c'est des étoiles qui meurent ?
11:36Enfin, c'est la suite de ça ?
11:37On va demander ça à Maïka Clavel dans un instant.
11:39Je suis désigné pour être ridicule.
11:45Tenons notre rôle.
11:46On va dire 1 milliard.
11:50Maïka Clavel, avant de donner la réponse à cette question,
11:53comment se forment les petits trous noirs que vous avez décrits tout à l'heure ?
11:58Les trous noirs stellaires ?
11:59La théorie dit que les étoiles très massives,
12:03ça veut dire au moins 30 fois la masse de notre Soleil,
12:07qui est une étoile tout à fait standard.
12:09Si l'étoile fait plus de 30 fois la masse de notre Soleil,
12:12elle va vivre beaucoup moins longtemps que notre Soleil.
12:15Ce sont des étoiles qui vivent typiquement quelques millions d'années.
12:18Au bout de quelques millions d'années,
12:20elle va éjecter son enveloppe externe
12:23et le cœur de l'étoile va s'effondrer
12:26et va former un trou noir
12:28qui est moins massif que l'étoile initiale
12:30mais qui est là.
12:33Il y a un trou noir qu'on appelle de masse stellaire
12:35qui fait un peu moins de 10 fois la masse du Soleil, c'est ça ?
12:38Oui, c'est ça.
12:40Au-delà de 3 fois la masse du Soleil,
12:43on considère que ça ne peut être qu'un trou noir
12:46et le plus massif qu'on ait détecté
12:50qui peut être formé via ce canal-là,
12:52c'est à peu près 20 fois la masse du Soleil.
12:54Des étoiles géantes comme ça,
12:56qui peuvent exploser,
12:58je crois qu'il y en a environ 1% des étoiles de notre Voie lactée.
13:01Alexandre Astier, vous n'êtes pas loin du tout.
13:04Il y a entre 1 et 3 milliards de petits…
13:06Ah, pas mal !
13:07On peut l'applaudir quand même.
13:08Pas mal !
13:10C'est très bien parti.
13:12Donc on est d'accord qu'une étoile plus petite que tout ça
13:15ne peut pas former de trou noir quand elle meurt, c'est ça ?
13:18Voilà.
13:19Absolument.
13:20Le Soleil ne formera pas de trou noir.
13:21Donc elle forme quoi ?
13:22Il y a une supernova, il y a une explosion quand même ?
13:24Alors celles qui sont plus massives, donc 8 fois la masse du Soleil,
13:31ça va former ce qu'on appelle une étoile à neutrons.
13:33Donc c'est moins…
13:35Ils ne sont pas d'accord !
13:37Oh, ils ne sont pas d'accord !
13:38Bagarre !
13:39Bagarre !
13:40Ça va être sanglant, je sens que ça va être sanglant.
13:43En gros, les chiffres exacts, on va y venir peut-être dans un instant, mais en gros,
13:48suivant la taille de l'étoile de départ, on voit s'il y a suffisamment d'énergie
13:53ou de résistance dans le cœur pour voir si la gravitation l'emporte
13:57ou une autre force peut empêcher l'effondrement sur elle-même.
14:01Pour une étoile comme le Soleil, la création, la fusion des atomes qui sont dans le cœur des étoiles
14:06et qui font qu'elles brillent est suffisante pour que notre hôtel ne bouge pas.
14:09Notre hôtel, c'est presque notre hôtel.
14:11C'est notre étoile qui nous illumine, ne bouge pas, ne change pas de taille.
14:14Mais ce que vous disiez, Maïka Clavel, c'est que dès l'instant où on augmente la taille des étoiles,
14:19la gravitation peut devenir beaucoup plus forte et être plus forte que la gravitation.
14:23Après, le Soleil va quand même un peu s'effondrer…
14:26Parce que les étoiles ont une espérance de vie.
14:29Voilà, c'est ça.
14:30Le Soleil, il consomme son énergie qui est l'hydrogène et donc à un moment, ça va s'arrêter.
14:35Ça va quand même former autre chose qui va, dans le cas du Soleil, être une naine blanche.
14:41Donc, c'est quand même une étoile beaucoup plus chaude que le Soleil.
14:45C'est juste le cœur de l'étoile.
14:46Donc, ça va être un petit Soleil…
14:48Non, ce n'est pas un Soleil…
14:49Une petite étoile qui va briller…
14:51Qui va briller et se refroidir progressivement.
14:54Qui est à des centaines de millions de degrés…
14:56Ce qu'il faut savoir, c'est que le Soleil, là, maintenant, ce qui fait qu'il rayonne,
14:59c'est qu'il perd 4 millions de tonnes à chaque seconde.
15:02Donc ça, c'est quelque chose d'incroyable.
15:03Moi, je n'arrive pas à perdre un kilo en trois ans.
15:05Et le Soleil perd 4 millions de tonnes à chaque seconde.
15:07Alors, on pourrait se dire que c'est beaucoup.
15:09Mais ce n'est rien par rapport à sa masse.
15:11Et puis, au bout d'un moment, il aura épuisé son réservoir nucléaire.
15:13Et donc, il n'aura plus la capacité de rayonner par les fusions nucléaires
15:17assez d'énergie pour contrebalancer la gravité.
15:19Et c'est là où il va s'effondrer.
15:21Et donc, ça, ça fait une espérance de vie de 10 milliards d'années pour un Soleil.
15:25Et pour une étoile qui fait un dixième de la masse du Soleil,
15:27c'est beaucoup plus long que l'âge de l'univers depuis le Big Bang.
15:30Donc, celles-ci, elles sont toujours en pleine santé.
15:33Et puis, les plus massives...
15:34C'est ce qu'on appelle les naines rouges.
15:36Par exemple, qui...
15:38J'adore ces naines rouges parce que pour l'assez en présent,
15:40c'est ce que vous venez de dire.
15:41Je trouve ça extrêmement poétique.
15:42Qu'on n'a jamais vu mourir une naine rouge depuis que notre univers existe.
15:46Vu qu'elles vivent peut-être des centaines de milliards d'années et continueront à briller.
15:50Mais prenons les étoiles plus grosses encore, David Elbaz.
15:53Celles-là ont tellement de masse à l'intérieur d'elles-mêmes
15:58qu'une petite explosion à la fin de leur vie peut peut-être avoir un effet dramatique sur leur cœur.
16:04Alors, c'est à la fois...
16:06C'est ça qui est extraordinaire dans l'univers, c'est que ce qui produit de la mort produit aussi de la vie.
16:12Donc, à la fin de la vie d'une étoile, par exemple, qui fait plus que huit fois la masse du Soleil,
16:17elle va exploser.
16:18Mais qu'est-ce qu'elle fait quand elle explose ?
16:20Elle crée une onde de choc qui comprime la matière autour.
16:22Et on observe des naissances d'étoiles et de systèmes solaires dans le pourtour des morts d'étoiles.
16:28Et ça, c'est extraordinaire.
16:29Ça veut dire qu'on pense que notre système solaire, là, maintenant, est né de la mort d'une autre étoile qui a explosé.
16:34Donc, ça veut dire qu'à l'endroit où on se trouve là, il y avait une étoile qui a explosé.
16:37Et on ne serait pas là si l'étoile n'avait pas explosé.
16:39Et le fer de notre sang, qui nous permet de respirer, est né dans l'explosion de cette étoile et d'autres étoiles qui ont explosé.
16:45Donc, ça veut dire qu'il y a toujours ce cycle de vie et de mort dans l'univers.
16:48Et les plus grosses étoiles, nous, on aime bien le fait qu'elles ne vivent pas longtemps. Pourquoi ?
16:52Parce que quand on regarde l'univers, tout a l'air d'être éternel dans le temps.
16:55Mais si on voit une étoile qui fait 10, 20 fois la masse du Soleil, comme son espérance de vie de moins de 10 millions d'années, c'est qu'elle vient de naître.
17:02Et donc, grâce à ça, nous, notre métier au quotidien, c'est de trouver le nombre de ces étoiles-là et on sait qu'elles viennent de naître puisqu'elles étaient là il y a 10 millions d'années.
17:10Et donc, on peut voir le rythme de naissance des étoiles.
17:12Et grâce à ça, on peut savoir aussi qu'il y en a les étoiles les plus gigantesques qui s'effondrent sur elles-mêmes, donnent naissance à ces petits trous noirs.
17:19Et donc, au-dessus de 20 à 30 fois la masse du Soleil, toutes celles-là vont laisser des cendres qui vont être des trous noirs, soit qui flottent dans la voie lactée, soit qui vont nourrir le centre de notre galaxie où il y a un trou noir en complément.
17:31Ça, on en parlera dans quelques instants. Alexandre Astier, ça vous inquiète, les trous noirs ou pas ? Parce qu'il y en a un milliard, c'est-à-dire qu'il y en a beaucoup, quand même.
17:40On a une photo, on est bien d'accord qu'on a une photo d'un trou noir.
17:43On en a même deux.
17:44Deux ? Oui, j'en ai qu'une, moi.
17:47Mais est-ce que vous pouvez m'expliquer vite fait comment est-ce qu'on prend une photo de quelque chose qui ne met pas de lumière ?
17:53Oui, tout à fait. Mais justement, vu que vous nous aviez dit vous-même qu'il y en a un milliard autour de nous et que vous avez fait flipper tout le monde,
18:00Je voulais en venir et après on viendra à la réponse à cette question-là.
18:04À où ils sont, ces trous noirs ? S'il y en a un milliard, dans notre galaxie à nous, ils sont où ?
18:09On a un moyen de les détecter, Maïka Clavel, et est-ce qu'on sait quels sont les plus proches de nous ?
18:15Parce que je crois que les derniers ont été découverts ces dernières années.
18:18Oui, tout à fait.
18:20Ce qu'il faut savoir, c'est que sur le milliard de trous noirs qu'on attend dans notre galaxie, on en connaît une vingtaine pour sûr.
18:26Et on a une cinquantaine de candidats trous noirs où on pense que c'est des trous noirs, mais on n'a pas la preuve formelle que ce sont des trous noirs.
18:33Donc la majorité, on ne sait pas trop où ils sont.
18:36Mais pour ceux qu'on connaît, il y a les rayons X qui ont beaucoup aidé à découvrir des trous noirs.
18:41C'est le canal de détection principal que j'ai expliqué au début avec Sinus X1.
18:45On a des satellites autour de la Terre qui regardent le ciel et qui nous disent quand il y a des éruptions.
18:50Et comme ça, on peut aller voir ces objets-là et les découvrir.
18:53Et puis, il y a une autre méthode qui est beaucoup plus récente et qui a donné des résultats effectivement très récemment avec la mission Gaia.
18:59Donc la mission Gaia, ce qu'elle fait, c'est qu'elle est aussi dans le domaine visible.
19:04Donc c'est vraiment, elle regarde les étoiles et elle regarde toutes les étoiles qui sont dans notre galaxie.
19:09Donc elle a détecté plus d'1,8 milliard d'objets dans notre galaxie.
19:13Et elle mesure la position des objets de manière très très très précise.
19:17Tellement précise que justement pour certains objets, on arrive à voir ces étoiles qui tournent.
19:23Donc des fois, elles tournent autour des étoiles, c'est le plus fréquent.
19:27Donc on voit les deux étoiles qui se tournent autour.
19:29Mais dans certains cas, on voit une étoile qui, encore une fois, tourne autour de rien.
19:33Et donc dans le cas de Gaia, avec les premières données qui ont été publiées,
19:37il y a trois nouveaux trous noirs qui ont été détectés, dont deux sont les plus proches de la Terre.
19:42Donc ils se situent à 1,5 milliers d'années-lumière.
19:46Donc c'est quand même loin.
19:48Mais néanmoins, et le trou noir le plus massif,
19:53le trou noir stellaire le plus massif qu'on ait découvert dans notre galaxie,
19:56qui est fait 30 fois la masse de notre Soleil,
19:58qui est donc un des plus proches également.
20:001 500 années-lumière, c'est-à-dire que si vous passez un petit coup de fil à quelqu'un
20:03qui est là-bas, à côté de ce trou noir-là,
20:05votre halo va voyager dans l'espace pendant 1 500 ans avant d'arriver à sa destination.
20:11Gaïa, je précise juste ce satellite dont vous avez parlé,
20:14c'est un satellite européen qui a été envoyé dans l'espace
20:17et qui regarde notre galaxie à la recherche de trous noirs.
20:21Juste après la petite musique que nous allons écouter,
20:26nous allons partir au centre de nos galaxies
20:30pour aller à la recherche des trous noirs les plus massifs de notre univers.
20:34Naïf de cœur de Sébastien Tellier va nous mettre dans l'ambiance.
20:39Le jour se lève sur une nuit idéale,
20:53tout est si beau, les jours s'aiment et s'emballent.
20:58Tendre et rêveur, naïf de cœur.
21:04Dans les mystères de mon cœur de cristal,
21:09la lumière brille encore plus que l'aurain.
21:15Tendre et rêveur, naïf de cœur.
21:20Tendre et rêveur, naïf de cœur.
21:30Tendre et rêveur, naïf de cœur.
21:35Tendre et rêveur, tendre et rêveur.
21:40Naïf de cœur, naïf de cœur.
21:45C'est la tempête et j'ai peur, j'ai peur.
21:56C'est la tempête et rêveur.
22:01Le jour se lève sur une nuit idéale
22:26Tout est si beau, les gens s'aiment, c'est génial
22:31Mais moi j'ai mal, mais moi j'ai mal
22:36Le jour se lève mais le soleil est grave
22:42Dans une tempête viennent se briser mes larges
22:48Chant des douleurs, naïfs de gueule
22:53Nous venons d'écouter Sébastien Tellier, naïf de coeur
23:04Et nous sommes toujours en compagnie de mes trois invités
23:07Le réalisateur Alexandre Astier, l'astrophysicien David Elbaz
23:10Et l'astrophysicienne Maïka Clavel
23:12Et évidemment le public du studio 621
23:15Christophe Delphard
23:21Big Bang
23:23Alors vous n'étiez pas content Alexandre parce que j'ai oublié quelque chose peut-être
23:26Oui, ça me donne l'occasion d'être de mauvaise humeur, c'est tout
23:28Normal, normal
23:29Comment prend-on en photo quelque chose qui ne fait pas de lumière ?
23:32Comment prend-on en photo un trou noir ?
23:33Je ne compte pas vous répondre
23:34Je vais vous répondre mais je fais juste une petite introduction à ce qui va venir maintenant
23:41Parce que dans notre univers il existe, disons, trois types de trous noirs
23:45Qui sont légèrement différents les uns des autres
23:47Et qui ont peut-être des origines différentes
23:49Allez savoir
23:50Ces trois types c'est en fonction de leur taille
23:52Il y a les trous noirs qui peut-être sont minuscules
23:56Et seraient apparus quasiment au Big Bang, disons
24:00Il y a extrêmement longtemps
24:02On les appelle des trous noirs primordiaux
24:03Ils pouvaient vraiment être minuscules au départ
24:05Et ils ont peut-être grossi derrière
24:07Ceux-là, jusqu'à quelques temps, on n'en avait jamais détecté, même pas de traces
24:13Pourtant Stephen Hawking les avait prédits dans les années 70
24:15Mais aucune trace
24:17On va y revenir dans un instant avec David Elbaz
24:19Ensuite il y a les trous noirs stellaires
24:21Ce dont Maïka Clavel vient de nous parler
24:23Qui font à peu près la taille d'une étoile
24:25Jusqu'à une dizaine ou deux de fois la masse du soleil
24:29Et enfin il y a les trous noirs qu'on appelle supermassifs
24:33Qui eux peuvent faire plusieurs millions, voire plusieurs milliards de fois la masse du soleil
24:39Et la façon de les détecter ou de les prendre en photo est différente
24:41Les seules photos qu'on a directes
24:44Ce sont des photos des trous noirs supermassifs
24:46Mais David Elbaz, j'aimerais bien qu'on dise un petit mot de ces trous noirs primordiaux
24:52Qui apparemment ont peut-être été détectés là
24:55Ce qui aurait fait extrêmement plaisir à Stephen Hawking
24:58Est-ce que vous pourriez nous dire comment on peut avoir la moindre idée d'une telle découverte ?
25:05Oui, alors déjà pour dire juste un mot supplémentaire sur comment on fait pour faire l'image d'un trou noir
25:10Au centre d'une galaxie il y a tellement de matière que la lumière est absorbée
25:15Donc il faut regarder dans des très très grandes longueurs d'onde, dans le millimétrique
25:17Et ce qu'on peut voir c'est l'ombre du trou noir
25:20Et pour ça on a mis 7 observatoires sur toute la surface terrestre
25:24Pour arriver à voir l'ombre d'un trou noir
25:27Et c'est comme ça qu'on a vu ces images de trous noirs
25:30Donc ces trous noirs galactiques maintenant on sait qu'ils existent
25:32Et la révolution du James Webb
25:34C'était qu'il était prévu pour aller voir les premières étoiles, les premières galaxies
25:37Et la question du James Webb c'était
25:39Qu'est-ce qui est né en premier, l'étoile ou la galaxie ?
25:41Et ce qui est révolutionnaire c'est qu'il est en train de dire
25:43Bah peut-être ni l'un ni l'autre, peut-être le trou noir
25:45Donc là on se disait
25:46Tiens, des trous noirs sont nés peut-être 150 millions d'années après le Big Bang
25:50Et puis au mois de septembre dernier
25:51Donc il y a quelques semaines
25:53Sort un article qui montre qu'on voit de la matière
25:55Qui tourne autour d'un centre
25:57Pareil que tout à l'heure on disait pour les étoiles
25:59Mais cette fois c'est une galaxie toute entière
26:01Et il faut invoquer la présence d'un trou noir
26:05De 30 millions de masses solaires
26:06700 millions d'années après le Big Bang
26:09Alors vous allez me dire
26:10Bon, peut-être que ça a eu le temps de le faire
26:12Et c'est ce qu'on pensait aussi, peut-être
26:13Sauf que dans cette galaxie
26:15Ce qui est très particulier c'est qu'il n'y a quasiment pas d'étoiles
26:17Ou peut-être autant de masses que le trou noir
26:20Ça veut dire qu'on fait un trou noir par les cendres d'étoiles
26:24Mais comment fait-on un trou noir par des cendres d'étoiles s'il n'y a pas d'étoiles ?
26:28Et là, conclusion de l'article
26:30Ce trou noir ne peut pas s'expliquer à l'heure actuelle par toutes les théories qu'on a
26:34La seule explication possible c'est que son germe soit né au moment du Big Bang
26:39C'est-à-dire avant que les premières étoiles ne se mettent à briller
26:42Dans un moment où notre univers était une soupe d'énergie extrêmement dense
26:47Et par endroits, des petits bouts minuscules ont pu s'effondrer sur eux-mêmes pour donner ces germes-là
26:52Alexandre, vous voyez, pour commencer et continuer à répondre à votre question
26:56Ces trous noirs-là, on les voit, comme vient de le dire David Elbaz
27:01Grâce à un de nos télescopes les plus puissants qu'on ait jamais inventés
27:04Qui s'appelle le James Webb
27:05Et qui lui regarde des choses qui sont bien plus loin
27:09Que tous nos télescopes précédents ont jamais pu voir
27:12Donc peut-être que les trous noirs primordiaux ont existé
27:15Peut-être que ce sont eux qui ont donné naissance aux galaxies comme la nôtre
27:18Et peut-être que ce sont eux qui ont donné naissance aux trous noirs supermassifs
27:23Qui sont au centre des galaxies auxquelles David Elbaz faisait allusion à l'instant
27:26Notre galaxie à nous possède, Maïka Clavel, un trou noir géant en son sens
27:32Il n'y a pas que des petits trous noirs un petit peu partout
27:34Est-ce que vous pourriez nous le décrire ce trou noir ?
27:37Tout à fait, alors c'est un trou noir qui est en train de dormir
27:40Il émet très très peu d'émissions
27:43Parce qu'il y a probablement très peu de matière qui tombe dedans
27:45Et c'est un trou noir qui fait 4 millions de fois la masse de notre Soleil
27:50Et qui a été mis en évidence encore une fois par le mouvement des étoiles qui tournent autour de lui
27:55Donc pendant 20 ans, il y a des télescopes à la fois aux Etats-Unis et des télescopes européens au Chili
28:00Qui ont mesuré les positions des étoiles au centre de notre galaxie de manière très très précise
28:05Et ils ont vu en particulier une étoile qui faisait une orbite tous les 16 ans
28:10Et donc ils ont pu déterminer la masse de l'objet qui se trouvait au cœur de cette orbite
28:17Et déterminer le volume maximal que pouvait avoir cet objet
28:22Donc c'était l'équivalent de 4 millions de Soleil à l'intérieur de notre système solaire
28:26Et ça, ça ne pouvait être qu'un trou noir
28:28Et ça a valu le prix Nobel de 2020
28:30Alexandre Astierre ?
28:31Moi j'ai une petite question de néophyte, mais enfin je suis là pour ça quand même, on est d'accord ?
28:34Absolument
28:34Moi je vous pose une question à tous les trois
28:36On est en train de parler de trous noirs et donc de masse
28:37On parle de masse, on parle de volume, on parle de tout ça
28:40Si c'était à refaire, est-ce que vous appelleriez ça des trous ?
28:45Alors c'est une très très bonne question
28:46Parce que ça invite tellement à penser à du rien
28:48Et c'est tellement pas du rien que pour les néophytes dont je suis
28:53C'est un peu délicat
28:54Je pense que la réponse que va nous donner David Elbaz n'est pas nécessairement pour les enfants
28:58Mais on va l'écouter quand même
28:59Non, non, non, si, si
29:00En fait, ça fait longtemps qu'on se demande pourquoi on appelle ça des trous puisque c'est tout plein
29:05Et en fait, c'est historique
29:07C'est historique
29:07Il y a un article qui a été publié récemment par deux astrophysiciens
29:10Qui sont remontés à l'histoire du non-trou noir
29:12En fait, ça remonte à 1756
29:14Quand le nabab du Bengal, qui s'appelle Siraj Ouddola
29:17A enfermé plus d'une centaine d'Anglais dans une prison
29:20Et ces Anglais étaient enfermés dans une prison si petite
29:23Ils étaient tous comprimés les uns sur les autres
29:25La lumière ne pouvait pas passer
29:26On l'appelait le trou noir de Calcutta
29:28La plupart ne sont pas ressortis vivants
29:30Ça a traumatisé l'Angleterre
29:32Qui a utilisé cet argument pour envahir davantage les Indes
29:35Bien plus tard, un astrophysicien, Robert Dickey, donne une conférence
29:38Et il dit
29:39Dans l'univers, il existe des concentrations de matières si denses
29:42Que même la lumière ne peut pas en sortir
29:43C'est tellement compliqué à expliquer
29:45Qu'il dit
29:45C'est comme le trou noir de Calcutta
29:47Le journaliste
29:48L'erreur est faite
29:49Et le mythe des trous noirs est né
29:50Parce que ce qui est amusant
29:52La partie qui n'était pas accessible aux enfants
29:54Je vais la faire moi
29:54Les astros occlus
29:58Comme ils étaient appelés en France
29:59Depuis la place par exemple
30:00Depuis la naissance de cette notion
30:02C'était le nom officiel
30:04Par l'Académie des sciences françaises
30:06Et le mot trou noir
30:07Qui a été accepté par les chercheurs
30:11En particulier
30:12L'a été suite à un article
30:14Qui a été publié par un américain
30:16Qui s'appelle John Archibald Wheeler
30:17Et lorsque c'est arrivé jusqu'à l'Académie des sciences en France
30:21L'Académie a dit
30:22On ne va quand même pas appeler ça un trou noir
30:23C'est obscène
30:24C'est écrit comme ça
30:25Le journal
30:26Le journal a refusé l'article
30:28Absolument
30:28John Wheeler
30:29Il a insisté
30:30Il a gagné
30:31Il a insisté
30:31Il a gagné
30:32L'histoire lui a donné raison
30:34Aujourd'hui on appelle ça
30:35Trous noir
30:35Et ce qui est assez amusant
30:36Les trous noirs n'ont pas de poils
30:37Ça c'est venu juste après justement
30:39Parce qu'il y a une série
30:40C'est terrible
30:40Il y a une série d'articles
30:42De théorèmes sur les trous noirs
30:45Qui sont arrivés ensuite
30:46Par notamment Stephen Hawking
30:47En Angleterre
30:48C'est la série des
30:49No hair theorems
30:51C'est la théorie qui dit
30:52Que les trous noirs n'ont pas de poils
30:54Et étonnamment
30:55Faisant partie de cette série de théorèmes
30:59Certaines observations de cet été
31:02Ont une fois de plus prouvé
31:03Que les théorèmes de Hawking de l'époque
31:05Étaient absolument correctes
31:07Notamment grâce à une manière de détecter
31:10Non pas les trous noirs directement
31:12Mais des trous noirs qui se rentrent dedans
31:14Et qui créent quelque chose d'absolument particulier
31:17Est-ce que vous pourriez nous raconter ça
31:19Maïka Clavel ?
31:20Oui
31:20Alors en 2015 on a détecté
31:22Ce qu'on appelle des ondes gravitationnelles
31:24Qui résultent de la fusion de deux trous noirs
31:27Donc on a parfois des trous noirs
31:28Je ne vous ai pas beaucoup parlé
31:29D'étoiles qui tournent autour de trous noirs
31:31Mais des fois c'est des trous noirs
31:32Qui tournent autour de d'autres trous noirs
31:34Et si ces trous noirs sont suffisamment proches
31:36Ils finissent par se rentrer dedans
31:38Et fusionner, former qu'un seul trou noir
31:40Et ça, ça fait vibrer l'univers
31:42Donc l'univers se contracte et se décontracte
31:45Et donc quand ça passe sur la Terre
31:46Ça contracte un peu la Terre
31:47Et ça détend la Terre
31:48Au passage de l'onde
31:49Et on a mis en place des détecteurs
31:51Donc il y en a deux aux Etats-Unis
31:53Un en Italie
31:54Et maintenant un au Japon
31:56Qui ont des bras extrêmement grands
31:57Qui font 3 ou 4 km de long
32:00Et qui permettent de mesurer très précisément
32:02La contraction de la Terre
32:04Au passage de ces ondes
32:05Et donc en 2015 on a détecté
32:07La première fusion de trous noirs
32:08Comme ça
32:09Donc ce sont des trous noirs
32:10De masse stellaire
32:11Mais qui sont détectés
32:12Dans d'autres galaxies
32:14Qui sont très très loin de la nôtre
32:15Je crois que celle de 2015
32:17L'onde pour arriver jusqu'à nous
32:19A traversé l'espace et le temps
32:21Pendant plus d'un milliard d'années
32:22Avant d'arriver jusqu'à nous
32:24Et c'était deux trous noirs
32:24Qui faisaient 25 environ
32:26Fois la masse du Soleil
32:28Pour former du coup
32:29Un trou noir plus gros
32:30Au final
32:31Et au départ
32:32On se disait que c'était
32:33Grâce à des petits trous noirs
32:34Qui se rendent dedans en permanence
32:35Qu'on formait des trous noirs plus gros
32:37Bon ben ça on arrive à comprendre
32:38Pour 100 peut-être
32:39Parfois
32:39Mille fois la masse du Soleil
32:41Mais ça ne nous amène pas
32:43À ces milliards de fois
32:45Ou centaines de millions de fois
32:46La masse du Soleil
32:47Qu'on trouve au centre des galaxies
32:49David Elbaz
32:50Est-ce que
32:51Ces trous noirs géants
32:53Qu'on trouve au milieu des galaxies
32:55Ils peuvent avoir un impact
32:57Sur l'évolution des galaxies
33:00Vous disiez tout à l'heure
33:00Que ce qui détruit
33:01Peut aussi donner naissance à quelque chose
33:03Il me semble que
33:04Parmi vos travaux personnels
33:05Il y a un impact
33:08Qui est tout particulièrement
33:09Amusant je trouve
33:10Oui parce qu'il y a des systèmes
33:12Où on a observé
33:12Que la matière qui était
33:14Éjectée
33:15Alors par le trou noir
33:17En fait c'est la matière
33:18Qui tourbillonne autour
33:19Et qui est propulsée
33:19Peut comprimer la matière autour
33:21Et comme ce que je disais tout à l'heure
33:23Pour une étoile
33:23Qui engendre d'autres étoiles
33:24Peut engendrer des naissances d'étoiles
33:26Et ça on a observé
33:26Des flambées d'étoiles comme ça
33:28C'est-à-dire qu'à côté d'un trou noir
33:30Qui est en train de manger des étoiles
33:32D'autres étoiles naissent
33:33Voilà exactement
33:34Et maintenant qu'on a découvert
33:35Avec le James Webb
33:36Que les trous noirs
33:37Qu'on appelle supermassifs
33:39Ces noyaux de galaxies
33:39Sont présents dans les galaxies
33:40Au tout début de l'histoire
33:41Et bien on se demande
33:43S'ils ne participent pas
33:44A leur naissance
33:44Et d'ailleurs
33:45Les étoiles sont beaucoup plus
33:46Les galaxies sont beaucoup plus fertiles
33:48Que tout ce qu'on pensait
33:49Dix à cent fois
33:50Donc certains proposent que
33:52Les trous noirs accélèrent
33:53La formation des galaxies
33:54Dit autrement
33:55Aujourd'hui
33:56On accuse beaucoup
33:58Les trous noirs
33:59D'être des tueurs de galaxies
34:00Parce qu'il y a des galaxies
34:01Qui sont stériles
34:02Qui ne forment plus d'étoiles
34:03Et qui ont en leur cœur
34:04Juste un trou noir
34:05Et on se dit
34:06C'est peut-être lui
34:07Qui a tué les galaxies
34:07Pour moi
34:08C'est la même chose
34:09Que de dire
34:10Lorsqu'on voit un abricot
34:11Desséché au pied d'un arbre
34:12Avec un noyau
34:13Il a été tué par le noyau
34:14Et bien maintenant
34:15Qu'on voit que les noyaux
34:16Sont là depuis le début
34:17De l'histoire de l'univers
34:18Il semblerait que
34:19Les trous noirs
34:20Participent aux naissances
34:21Des galaxies
34:21Et donc ils jouent
34:22Un rôle central
34:23C'est un peu ça
34:23Que je voulais dire au début
34:24Pour moi
34:25Les trous noirs
34:26C'est le chénon manquant
34:27Pour comprendre
34:28La fertilité
34:29De la naissance
34:30Des galaxies
34:31Au tout début
34:31L'histoire de l'univers
34:32On n'en est encore
34:32Qu'au balbutiement
34:33Mais il y a encore
34:34Beaucoup de choses
34:34A comprendre
34:35Sur le rôle des trous noirs
34:36Je vais vous donner
34:36Une image à Alexandre Astier
34:37Qui peut vous plaire
34:38Et peut-être vous donner
34:39L'idée d'un film
34:39De science-fiction un jour
34:40Allons-y
34:41Je suis preneur
34:42Prenez une galaxie
34:43Dans votre tête
34:44C'est-à-dire une sorte
34:45De spirale
34:46Avec des milliards d'étoiles
34:47Ou pas forcément spirale
34:48Mais on va la prendre comme ça
34:49Et au centre
34:50Un trou noir
34:51On les appelle géants
34:53Mais en taille
34:53Ils sont minuscules
34:54On ne les voit pas
34:55Vraiment sur les photos
34:56Sauf comme
34:57On vous l'a expliqué tout à l'heure
34:58Vu que c'était votre question
35:00Lorsqu'on prend plein d'appareils
35:01De partout
35:02Et qu'on essaye
35:03De récolter de la lumière
35:04On a réussi à prendre
35:05Une photo du trou noir
35:06Qui est au centre
35:07De notre galaxie
35:08Ainsi que le trou noir
35:09Qui est au centre
35:10D'une autre galaxie
35:11Qui s'appelle M87
35:12Qui se trouve
35:13A plus de 50 millions
35:14D'années-lumière
35:15De la nôtre
35:16Et qui lui
35:16Fait 6 milliards de fois
35:18La masse de notre soleil
35:20De temps en temps
35:20On voit
35:21Dans l'espace
35:22Des galaxies
35:23Se rentrer dedans
35:24On voit aussi
35:26Que les trous noirs
35:27Se rapprochent
35:27Les uns des autres
35:28Des trous noirs gigantesques
35:29On les voit même parfois
35:31Le résultat de leur collision
35:33Mais il y a une image
35:34Du télescope Hubble
35:36Que je trouve particulièrement fascinante
35:38Vous imaginez
35:39Deux trous noirs
35:39Se tourner l'un autour de l'autre
35:40Gigantesques
35:41Au centre d'une galaxie
35:42Mais ils arrivent l'un vers l'autre
35:43Tellement vite
35:44Qu'au lieu de se rentrer dedans
35:45Ils sont éjectés
35:47Et l'un des deux
35:48Est éjecté
35:49A l'extérieur de la galaxie
35:50On a une image
35:51D'un trou noir
35:52Qui est éjecté de sa galaxie
35:54Et qui a une traînée
35:55Derrière lui
35:55D'étoiles
35:56Qui sont en train de naître
35:57Comme le racontait tout à l'heure
35:59David Elbaz
36:00Donc si vous avez envie
36:01De mettre une histoire
36:02De gens qui habiteraient
36:04Sur une de ces étoiles
36:04Ils sont fichus
36:05Ils n'ont aucune chance
36:06De vivre très longtemps
36:07Parce qu'il n'y aura plus rien
36:09Bientôt autour d'eux
36:10Aucune protection
36:11Contre rien
36:11Mais ça en fait des objets
36:13Qui sont complètement fascinants
36:16Moi je trouve
36:17C'est comme ça qu'on envoie des objets humains
36:20Très loin aussi
36:21On le fait faire des swings
36:22Autour de masse
36:23Donc en fait
36:24Ça attire
36:25Mais ça éjecte aussi
36:26Absolument
36:27Tout à l'heure
36:28On parlait de jets
36:30Qui partent des trous noirs
36:31Alors on pourrait croire
36:32Qu'un trou noir
36:32C'est quelque chose
36:33Dans lequel tout tombe
36:34D'ailleurs le mot
36:35Trous noir
36:35Vous vous demandiez
36:37Si on l'appellerait
36:38De la même manière aujourd'hui
36:39C'est un objet gravitationnel
36:40Donc si on n'est pas loin
36:41Et bien on est attiré vers lui
36:43On tombe
36:44Comme la lumière n'en sort pas
36:45Il est noir
36:46Ça fait un trou noir
36:47On pourrait se dire
36:48Que rien ne peut en sortir
36:49Mais les jets
36:50D'ont parlé David Elba
36:51Est-ce que vous voulez
36:51Nous réexpliquer
36:52Peut-être
36:52Ou nous expliquer
36:53Comment ces jets apparaissent
36:55En fait lorsque la matière tombe
36:56Elle ne tombe pas en ligne droite
36:57Vers le centre
36:58Donc elle se met à tourner
36:59Et quand elle tourne
37:00Elle chauffe à des millions de degrés
37:01Ce qui fait que les électrons
37:02Sont éjectés
37:03Ça fait des courants électriques
37:04Et donc là on a
37:05De la matière qui tourne
37:06A une très grande vitesse
37:07Qui fait un champ magnétique
37:09Et ce champ magnétique propulse
37:10La matière au niveau des pôles
37:12Dans des grands jets
37:13Très puissants
37:14Qu'on voit à partir
37:14Sur des millions d'années-lumière
37:15Et qui partent des galaxies
37:17Et qui viennent envoyer
37:18De la matière un peu partout
37:19Donc effectivement
37:20C'est toujours la même chose
37:21C'est ce paradoxe
37:22C'est que
37:22Il y a la matière
37:24Qui tombe vers le centre
37:25Et en même temps
37:26Il y a la matière
37:26Qui part très loin
37:27Il y a toujours
37:27C'est ça que j'adore
37:30Le plus dans l'astrophysique
37:30C'est que
37:31Pour faire un trou noir
37:32Il ne faut qu'une étoile
37:33Fasse autant de lumière
37:35Qu'un milliard de soleil
37:36Quand elle explose
37:37Pour devenir un trou noir
37:38Et quand on cherche
37:39Les plus puissantes sources
37:40De lumière dans l'univers
37:41Et bien au centre
37:42Il y a toujours un trou noir
37:42Qui font les quasars
37:43Il y a toujours ce principe
37:45Yin-Yang qui est là
37:45C'est presque un guide
37:47Pour comprendre la nature
37:48De ce qu'on ne sait pas
37:49Encore aujourd'hui
37:49Cet principe de complémentarité
37:52Moi j'adore cette idée
37:53Qu'on peut s'appuyer
37:54Comme ça
37:54Sur des principes
37:55Un peu philosophiques
37:56Pour aborder l'inconnu
37:58Maïka Clavel
37:59Est-ce que vous avez
37:59Un trou noir préféré ?
38:02Alors moi
38:02Mon trou noir préféré
38:03C'est le trou noir supermassif
38:04Qui est au centre de notre galaxie
38:05Parce que j'ai fait ma thèse dessus
38:07Et c'est un trou noir
38:09Qu'on peut étudier
38:09De manière très rapprochée
38:11Parce qu'il est à 27 000
38:12Années-lumière de nous
38:13Mais comme vous l'avez dit
38:14Il est très gros
38:14Donc en taille apparente
38:16C'est un des deux trous noirs
38:18Dont on a pu faire l'image
38:19Et puis on voit également
38:21Son environnement proche
38:22Et donc ça
38:24Ça permet de comprendre
38:25Son cycle d'activité
38:26Qu'est-ce qui s'est passé
38:27Est-ce qu'il y a de la matière
38:28Qui est susceptible
38:29De tomber dedans
38:29Ou des étoiles
38:31Et d'étudier
38:32L'impact
38:33Que l'activité du trou noir
38:35A eu aussi
38:36Sur les régions
38:37Au centre de notre galaxie
38:37C'est ça
38:38Il a un petit nom
38:39On peut connaître son nom
38:40Bien sûr
38:41On l'a tué jusqu'à présent
38:42Il s'appelle Sagittarius A
38:43Étoile
38:43Parce qu'il est dans la constellation
38:45Du Sagittaire
38:46Et étoile
38:47C'est parce qu'au début
38:48On ne savait pas que c'était un trou noir
38:49Mais les gens qui l'ont découvert
38:50On pensait que c'était une source
38:51Qui allait être excitante
38:52Oui mais on garde toujours
38:52Les anciens noms
38:53Trou c'est pas un trou
38:54Mais on le garde
38:55Supernova
38:56C'est pas nouveau
38:56Mais on le garde quand même
38:57C'est quand même dingue cette histoire
38:59Vous ne changez jamais d'avis
39:00Non
39:00Supernova on garde
39:02On garde
39:02Ok
39:02Franchement c'est beau
39:03C'est magnifique
39:04Mais c'est pas Nova du tout
39:05Ben si Nova ça veut dire étoile
39:07Mais on n'avait pas dit
39:09Que c'était super nouveau
39:10Justement
39:11Alors qu'en fait
39:11C'est plutôt la mort de l'étoile
39:13Qui s'appelle la supernova
39:13Oui
39:14Essayez pas de nous embrouiller
39:16Alexandre Assier
39:17Pourtant j'en suis capable
39:18Ce qui se passe
39:19C'est que
39:20Lorsque Tycho Brahe
39:21Ou puis après Kepler
39:22A vu naître une nouvelle étoile
39:24Parce que
39:25Comme elle brille comme un milliard d'étoiles
39:26Elle n'était pas visible
39:27Avant l'étoile
39:28Tout d'un coup elle devient visible
39:29Donc c'est une nouvelle étoile
39:30En apparence
39:31Et en fait
39:32C'est la mort d'une étoile
39:32Et est-ce que ça vous va
39:34Si pour partir
39:36Sur cette compréhension générale
39:38Nous écoutions
39:39Black Hole
39:40Qui veut dire trou noir
39:41De Jimmy Tenor
39:42Je reste alerte
39:57La Maurice
40:10Sous-titrage Société Radio-Canada
44:11Big Bang
44:12Christophe Galfard sur France Inter
44:15Nous avons une première question de Michael
44:18Sur une échelle de 1 à 10, à combien estimez-vous l'importance des images de James Webb pour la science ?
44:27David Delbaz ?
44:57Dans des périodes de temps qu'on n'avait jamais vu et on a découvert des nouvelles espèces de poissons.
45:01Pour vous dire à quel point on ne sait pas ce que c'est, ces trucs ressemblent à des petits points rouges.
45:05Vous savez comment on les appelle ?
45:07C'est un terme très très très très très très techniques.
45:08Très technique. Des petits points rouges.
45:10Little red dots en anglais. C'est pour vous dire à quel point ces trucs-là on ne sait pas ce que c'est. Ça pourrait être un trou noir gigantesque entouré d'un gaz très dense ou une étoile de 100 000 masses solaires ou 100 milliards d'étoiles concentrées les unes avec les autres. Ça c'est juste un des trucs. On voit que les galaxies sont 100 000 fois plus fertiles que ce qu'on pensait. On voit que les trous noirs sont partout au début de l'histoire de l'univers. Au moment où je vous parle, on a des débats infinis sur ce qu'a vu le James Webb. Chacun a compris. Mais sauf que chacun a compris autrement.
45:37qu'on n'a pas compris.
45:38Nous avons une deuxième question d'Agathe.
45:41Oui. Si un trou noir flotte ou est éjecté vers la Terre, qu'est-ce qui se passe pour nous ? Qu'est-ce qu'on voit ?
45:48Ça c'est vous qui les avez inquiétés Alexandre tout à l'heure.
45:50J'en étais sûr. En plus j'ai l'impression que la réponse n'est pas chouette. Mais bon on va voir. Mais à mon avis c'est pas bon.
45:55Maïka Clavel.
45:57Alors a priori il ne va rien se passer de mal sauf s'il passe vraiment très très très proche de la Terre. Mais s'il reste à une distance raisonnable, même s'il traverse le système solaire,
46:06ça pourrait pas trop mal se passer pour nous. Et ce qu'on verrait, c'est des effets de l'antigravitationnel dont on n'a pas parlé jusqu'à présent.
46:13C'est-à-dire que le trou noir, on a dit qu'il déviait la lumière. Et donc si on passe un trou noir devant un champ étoilé,
46:21donc s'il y a un trou noir qui passe dans le ciel suffisamment proche de nous, on va voir bouger les étoiles au moment où ils passent.
46:26Comme si un peu on passe, quand on passe une loupe devant un texte, on voit le texte qui bouge et qui grossit.
46:30Donc ça fait un peu des effets comme ça. Et donc si le trou noir est suffisamment gros et suffisamment proche, on pourrait voir ces effets de l'antigravitationnel avec un télescope.
46:39Et je pense qu'Agathe aussi aurait aimé savoir si le trou noir nous rend pile poil dedans.
46:44Là, je pense que ça se passe mal pour nous. Je pense que la Terre est détruite.
46:49Ça vous va Agathe ? Ça vous fait plaisir ?
46:50Impeccable !
46:51On est d'accord que si jamais le trou noir passe, il va déformer notre vision des étoiles. Mais est-ce qu'on peut voir à travers le trou noir ? Non, normalement.
47:00En fait, on peut voir ce qui est derrière le trou noir. On ne va pas voir à l'intérieur du trou noir, mais la lumière qui est derrière va contourner le trou noir et nous arriver.
47:07Donc on va voir ce qui est derrière et on va le voir de manière beaucoup plus grosse, beaucoup plus brillante que s'il n'y avait pas le trou noir.
47:12Une partie des petits points rouges dont parlait David Elbaz tout à l'heure, on les aperçoit grâce à ça.
47:18C'est-à-dire qu'il y a des galaxies devant avec plein de choses à l'intérieur, y compris des trous noirs, qui nous permettent de faire un effet de loupe,
47:26qui nous permettent d'aller voir beaucoup plus loin derrière, ce qu'on n'aurait jamais pu voir si on n'avait pas cet effet de loupe.
47:33Marc, nous avons une question.
47:34Oui, bonjour. Je voulais savoir si les trous noirs pouvaient se réunir petit à petit et grossir indéfiniment ou est-ce qu'ils vont rester raisonnables d'une façon générale à long terme ?
47:44David Elbaz.
47:45Oui, alors un trou noir par définition, je crois qu'on l'aura compris, ce n'est pas raisonnable.
47:49Donc non, ça ne va pas rester raisonnable.
47:51En fait, ce qui se passe, c'est qu'on sait que dans toute galaxie, il y a un noyau, comme je disais pour l'abricot, et qu'il y a à peu près un millième de la masse des étoiles.
47:59Ça veut dire que si je prends deux galaxies qui fusionnent entre elles, et ces fusions ont lieu tout le temps dans l'univers, on les observe,
48:05les trous noirs vont se réunir et vont fusionner.
48:07Donc une partie de la croissance des trous noirs supermassifs vient de la coalescence, de la fusion de ces gros trous noirs.
48:14On est en train de créer un télescope qui s'appelle l'ISA, qui sera envoyé d'ici une quinzaine d'années pour justement observer ces collisions de trous noirs supermassifs.
48:22Donc une partie de la croissance en masse vient de ces collisions, de ces fusions, et l'essentiel vient de ce qu'on appelle l'accrétion,
48:28c'est-à-dire que la matière qui tombe dedans, le trou noir, mange de la matière interstellaire, des étoiles, et il grossit, il grossit, il grossit.
48:34Et on le sait parce que ça rayonne en rayons X.
48:36Et donc on sait qu'il y a des rayons X qu'on voit et qui viennent de la croissance des trous noirs.
48:40Nous avons une question d'Alexandre.
48:42Oui. Est-ce que la dimension du temps change dans un trou noir ?
48:46Qui veut répondre à ça ? David Albaz à nouveau ?
48:49On y va ?
48:50On peut.
48:51Comme je disais tout à l'heure, sur Terre, le temps s'écoule moins vite que dans l'espace.
48:54Alors une toute petite fraction, mais c'est ça.
48:57Et donc si maintenant on comprimait la Terre de plus en plus, le temps s'écoulerait de moins en moins, de moins en moins, de moins en moins vite,
49:03à tel point que quand on arrive dans un trou noir, on arrive à un moment où un instant peut quasiment durer une éternité.
49:10Alors après, comme on n'a pas de théorie sur ce qui se passe vraiment au centre d'un trou noir, tout devient possible.
49:15Le film Interstellar, par exemple, imagine des possibilités.
49:18Équipe Thorne, dont tu as parlé tout à l'heure Christophe Galfard, a eu le prix Nobel de physique pour ses travaux justement sur les trous noirs.
49:23Donc si tu imagines quelque chose de complètement dingue sur ce qui peut se passer dans un trou noir, je crois que c'est possible en fait.
49:29Je peux mettre une petite... Je peux même rajouter quelque chose.
49:32Ce que David Elbaz vient de dire, c'est que le temps change, mais il ne change pas de la même manière pour tout le monde.
49:37C'est-à-dire que si toi tu es loin et que tu regardes un ami à toi en train de tomber dans le trou noir, ton ami, son temps va s'arrêter, il va finir complètement immobile sans bouger.
49:44Et ton ami, lui, son temps, il va continuer normalement et il va tomber dans le trou noir comme si de rien n'était.
49:50Vos deux temps vont se dissocier petit à petit.
49:53Donc si tu as quelque chose à lui dire, tu lui dis bien avant qu'il tombe dans le trou noir.
49:57Sinon, ça peut être un peu compliqué.
49:59Nous avons une dernière question de Claude.
50:03Oui, bonjour.
50:04Quel est l'avenir du trou noir ? A-t-il une fin ?
50:09Est-ce que vous voulez répondre Maïka ?
50:11Non, pas trop.
50:12David, moi je veux bien aussi, donc allez-y, je vous écoute.
50:15Alors, d'après la théorie de Stephen Hawking, les trous noirs rayonnent, rayonnent de la lumière.
50:22Donc, ils mettent un certain temps à rayonner.
50:24Un trou noir qui ferait un milliard de tonnes, une gigatonne, un milliard de tonnes,
50:29qui serait né au moment du Big Bang, exploserait là maintenant comme une bombe, là maintenant.
50:33Donc s'il y avait plein de petits trous noirs d'un milliard de tonnes,
50:36on verrait un véritable feu d'artifice, ça finit par exploser à la fin.
50:39Donc les trous noirs qui sont plus massifs que ça vont mettre plus longtemps à se transformer en lumière.
50:45Et au final, si on se projette dans un avenir très lointain,
50:49qu'on peut d'un point de vue théorique imaginer,
50:50on peut imaginer un avenir qui se mesure en milliards de milliards de milliards de milliards d'années,
50:54le destin d'un trou noir, c'est d'être de la lumière.
50:57C'est joli, hein ? C'est beau, ces trous noirs-là ?
51:01Du coup, j'ai une petite...
51:04Nous arrivons au moment...
51:05Je vais enlever le du coup, on va reprendre ça.
51:08C'est ce qui est génial, quand on n'est pas en direct, on peut faire ce genre de truc.
51:12Nous arrivons maintenant au petit moment de son mystère.
51:15Alors, David Elbaz et Maïka Clavel, je suis absolument persuadé que vous le connaissez par cœur.
51:20Alexandre Astier, je me tourne donc vers vous.
51:22On va vous faire écouter quelque chose.
51:24C'est moche ce que vous faites.
51:25Je sais.
51:26Non, c'est pas grave, c'est pas grave.
51:27Et vous allez essayer de deviner de quoi il s'agit.
51:30Je vous le dis franchement, à moins que vous ne connaissiez déjà le son,
51:33c'est impossible que vous sachiez de quoi il s'agit.
51:35Très bien.
51:35Au moins, ça vous enlève la pression.
51:38Mais on va quand même l'écouter.
51:41Et n'hésitez pas à nous dire ce qui vous traverse l'esprit.
51:50J'ai le droit à quelques questions ou pas ?
51:58Autant que vous voulez.
51:58Est-ce que c'est un bruit géologique ?
52:00Non.
52:00Est-ce que c'est un bruit de vent ?
52:01Alors, je vais vous aider, ça a un petit rapport avec l'émission.
52:06Je me doute, puisque c'est dans l'émission.
52:11De vent non plus, non.
52:13Oui, ça peut être un rayonnement de trous noirs transformés en ondes sonores.
52:19Oh !
52:21Vous voyez, après deux petites tentatives, paf !
52:24Vous allez quasiment au bon endroit.
52:27Alors, le son qu'on vient d'entendre date de 2015.
52:30Je vais vous en faire entendre un autre qui date de 2025, de cet été.
52:34Ça donne ça.
52:40C'est très beau, en tout cas.
52:41C'est de meilleure qualité que le premier.
52:44On s'en rend compte.
52:45Et il y a une fréquence basse régulière, donc.
52:46Alors, la fréquence qui est derrière, c'est plus un bruit de fond.
52:49C'est le...
52:50Oui, c'est celui-là.
52:51Oui, oui, oui.
52:53Vous n'étiez pas mauvais du tout dans votre tentative finale.
52:57Et pour nous expliquer un petit peu ce que c'est précisément,
53:01nous avons au téléphone...
53:05Je m'ai perdu mon...
53:06Un truc régulier, comme ça ?
53:11Oui.
53:12Non, alors, pas exactement.
53:18Le seul truc régulier que je vois, c'est le pulsar ?
53:22Il est mis en boucle.
53:23Ah, il est mis en boucle.
53:24Voilà, il est mis en boucle.
53:25OK.
53:25Donc, il n'est pas régulier.
53:26Ce n'est pas une balise.
53:27Donc, on va reprendre un petit peu, quelques secondes,
53:30pour que je puisse faire ma transition.
53:36David Delbaz, vous disiez que c'était mis en boucle.
53:38Ça donne un bon indice.
53:39Pour répondre à vos interrogations sur ce qu'est ce petit son mystère,
53:45nous avons au téléphone Nicolas Arnaud.
53:49Nicolas Arnaud, qui est chercheur CNRS à l'Institut de Physique des Deux Infinis de Lyon.
53:54Bonjour Nicolas Arnaud.
53:55Bonjour.
53:56Est-ce que vous pourriez nous éclairer un petit peu sur ce son qu'on vient d'entendre,
54:00sur ces deux sons qu'on vient d'entendre ?
54:02Effectivement.
54:03Alors, comme vous avez dit, Alexandre Astier n'était pas loin de la vérité,
54:06de la vérité, puisqu'à l'origine, en fait, ce sont des ondes gravitationnelles,
54:11un phénomène qu'on a observé pour la première fois il y a un peu plus de dix ans,
54:14en septembre 2015,
54:16et qui, dans le cas des deux sons qu'on vient d'entendre,
54:20ont été produits par la fusion de deux trous noirs.
54:23Alors, un peu comme on vous avait dit avant, avec des trous noirs supermassifs,
54:27mais là, les miens, entre guillemets, ils sont beaucoup plus petits,
54:30une trentaine de masses solaires chacun.
54:32Et donc, ils ont fusionné il y a très longtemps dans l'univers, et très loin,
54:37en produisant ce signal qu'on appelle des ondes gravitationnelles,
54:41et qui a voyagé jusqu'à la Terre,
54:43et qui a été ensuite découvert pour l'un en 2015,
54:47et pour l'autre début 2025.
54:50Et alors, ce son-là qu'on entend, Nicolas Arnaud,
54:52c'est un son...
54:55C'est pas du réel son audio ?
54:58Non, les ondes gravitationnelles n'ont rien à voir avec des sons,
55:02mais il se trouve que ce sont des signaux qui oscillent à des fréquences
55:06qui sont compatibles avec celles que l'oreille humaine entend,
55:10et donc on a un processus qui s'appelle la sonification,
55:13qui permet de transformer ce signal qu'on détecte dans des détecteurs très particuliers,
55:18dont on parlera peut-être tout à l'heure,
55:20de transformer ce signal en son audible,
55:22et donc on a un petit tac qui correspond vraiment au signal d'ondes gravitationnelles,
55:28et le reste de ce qu'on entend, c'est plutôt le bruit de mesure
55:31qui vient avec les signaux auxquels nos détecteurs sont sensibles.
55:37Et je crois que vous avez dit que le deuxième signal était de meilleure qualité que le premier.
55:43C'est vrai.
55:44A priori, dans les deux cas,
55:47les deux trous noirs qui ont fusionné étaient assez similaires en masse
55:51et à peu près à la même distance dans l'univers.
55:54Par contre, il s'est écoulé dix ans entre les deux signaux,
55:57et donc les détecteurs qui observent, qui cherchent ces signaux,
56:02ont beaucoup progressé,
56:04et donc ça fait que le deuxième signal ressort de manière bien plus claire du bruit
56:09et permet de faire des mesures bien plus précises.
56:13Et ce qui est exceptionnel, c'est que là, le son est répété,
56:15donc c'est le « whoop » qui correspond vraiment à la collision des deux trous noirs,
56:19et c'est en analysant le signal « whoop » là qu'on entend répéter derrière nous,
56:25c'est là-dedans que se cache la masse des deux trous noirs
56:30et le trou noir final qui est le résultat de la fusion.
56:34On arrive, en étudiant juste ces signaux-là,
56:38à retrouver la masse des trous noirs initiaux,
56:42et donc de prouver notamment, comme l'a été fait cet été,
56:45le théorème de Hawking sur le fait que les trous noirs ne diminuent jamais de taille,
56:52ils ne font que grossir.
56:53Alors c'est vrai que j'ai parlé beaucoup de Hawking pendant cette émission,
56:56bon, pour des raisons personnelles déjà,
56:58mais aussi parce qu'il a été, dans les années 1970,
57:03un des seuls à s'intéresser à ces astres-là,
57:07à s'intéresser en réalité à la gravitation,
57:09alors que tout le monde était parti pour essayer de comprendre les particules.
57:13Et c'est un peu triste parce qu'un prix Nobel a été décerné il y a quelques années
57:16pour les trous noirs,
57:18et il aurait été dedans, évidemment, s'il n'était pas mort.
57:22Et les trous noirs, pardon, les prix Nobel ne sont pas décernés aux personnes qui ne sont plus là.
57:28Donc c'était un peu triste pour ça,
57:30et je voulais juste deux secondes comme ça lui rendre hommage
57:32pour tout son travail sur les trous noirs.
57:35Alexandre Astier, vous vous rendez compte,
57:36dans ce petit « whoop », ce cache,
57:38la masse des deux trous noirs qui se rendent dedans,
57:40qui se tournent l'un autour de l'autre,
57:42peut-être quoi, Maïka Clavel,
57:4450 fois, 100 fois,
57:46lors d'un signal comme celui-là,
57:48c'est à peu près ça, il me semble.
57:51David Elbaz, vous confirmez aussi.
57:52Oui, et je voudrais dire aussi que
57:54ce travail qui a d'abord été détecté par les Américains
57:57bénéficie énormément du travail de Français,
58:00donc Thibaut Damour et Luc Blanchet,
58:02qui ont fait des calculs mathématiques prodigieux
58:04pour arriver à reconnaître ce signal dans un bruit.
58:07Là, on parlait du bruit,
58:08il y a un bruit extraordinaire partout,
58:10donc pour arriver à reconnaître ça,
58:12savoir ce qu'on attendait.
58:13Et ce que dit Thibaut Damour,
58:14qui m'a particulièrement touché,
58:15il m'a ému,
58:16c'est qu'il disait qu'à la fin de la fusion des deux trous noirs,
58:19il y a une relaxation du truc
58:20qui se comporte comme un trou noir.
58:23Et donc, c'est une autre des preuves
58:25de l'existence des trous noirs.
58:27C'est quand même très très beau
58:28de voir la preuve de ces objets
58:31dont Einstein lui-même a écrit un article
58:33pour dire que si mathématiquement ils peuvent exister,
58:35physiquement, c'est impossible,
58:37parce que c'est abominable.
58:38C'est amusant ce genre de choses
58:40parce que les désastres extrêmes comme ceux-là,
58:43notre esprit, il a du mal à s'y faire,
58:47qu'ils puissent exister.
58:48Et l'outil mathématique nous permet quand même
58:52d'aller les explorer avant de les découvrir expérimentalement.
58:56Nous arrivons à la fin de cette émission.
59:00Merci à toutes et à tous de nous avoir écoutés jusqu'ici.
59:03Merci à Nicolas Arnaud pour votre explication
59:05du son et des ondes gravitationnelles.
59:08Merci Alexandre Astier.
59:10Votre film Camelot 2, première partie, est au cinéma.
59:13Merci David Elbaz.
59:15Votre spectacle, Dans les étoiles,
59:16c'est au théâtre de la Gaîté Montparnasse.
59:18Et votre livre, La plus belle russe de la lumière,
59:21c'est aux éditions Odile Jacob.
59:23Merci Maïka Clavel.
59:25Les événements grand public de votre observatoire à Grenoble
59:29sont à retrouver sur le site de l'Observatoire.
59:32Et évidemment, merci au public du studio 621
59:35de la Maison de la Radio.
59:37Cette émission a été réalisée par Antoine Larcher
59:39à la programmation musicale Jean-Baptiste Odibert,
59:42à la technique Jérôme Ragano,
59:44à la vidéo Gaspard Guy Bourget
59:46et à la préparation et à la programmation Elodie Royer.
59:50Je vous donne rendez-vous samedi prochain
59:52pour une émission avec deux scientifiques
59:54et une invitée mystère autour des champignons.
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