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- il y a 17 ans
http://www.dailymotion.com/video/xbrre2_l-univers-de-stephen-hawking-audela_tech
Un trou noir possède toujours une masse non nulle. En revanche, ses deux autres caractéristiques, à savoir le moment cinétique (rotation) et la charge électrique, peuvent en principe prendre des valeurs nulles (c’est-à-dire égales à zéro) ou non nulles. La combinaison de ces états permet de définir quatre types de trous noirs.
Quand la charge électrique et le moment cinétique sont nuls, on parle de trou noir de Schwarzschild, du nom de Karl Schwarzschild qui, le premier, a mis en évidence ces objets comme solutions des équations de la relativité générale (les équations d'Einstein), en 1916.
Un trou noir possède toujours une masse non nulle. En revanche, ses deux autres caractéristiques, à savoir le moment cinétique (rotation) et la charge électrique, peuvent en principe prendre des valeurs nulles (c’est-à-dire égales à zéro) ou non nulles. La combinaison de ces états permet de définir quatre types de trous noirs.
Quand la charge électrique et le moment cinétique sont nuls, on parle de trou noir de Schwarzschild, du nom de Karl Schwarzschild qui, le premier, a mis en évidence ces objets comme solutions des équations de la relativité générale (les équations d'Einstein), en 1916.
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00:00Sous-titrage Société Radio-Canada
00:30The more remarkable are the discoveries we make.
00:34Much of my work has been concerned with the mysteries of black holes.
00:40Many people dismissed black holes as just an artifact of the theory, which wouldn't exist in the real world.
00:49But then observers began to find things in the sky, which were just as peculiar.
01:04Sous-titrage Société Radio-Canada
01:09Le voyage qui allait conduire au trou noir commence dans les années 50 avec une science nouvelle, la radioastronomie.
01:16Il y avait des quantités d'explications possibles aux signaux radio en provenance de l'espace, dont certaines plus exotiques
01:23que d'autres.
01:27Je m'appelle Seth Shostak et je suis astronome au SETI de Mountain View en Californie.
01:36Le sigle SETI signifie Centre de Recherche d'une Intelligence Extraterrestre.
01:41Le I précisant qu'il ne s'agit pas seulement de trouver une vie extraterrestre, mais une vie intelligente, capable
01:46en quelque sorte de tenir une conversation.
02:04C'est après la Deuxième Guerre mondiale que la radioastronomie a réellement démarré.
02:07Et à la fin des années 50, on a construit de grands radiotélescopes comme celui en dessous duquel nous nous
02:12trouvons.
02:17Mais cette technologie pouvait-elle servir à envoyer des messages d'une étoile à une eau ?
02:26C'est en 1959-1960 qu'on a procédé aux premières expériences, avec de gros radiotélescopes pour essayer d'écouter
02:32d'éventuelles civilisations qui pourraient se trouver non loin.
02:37Mais tout en cherchant des extraterrestres, il semblait aviser d'envisager d'autres utilisations possibles.
02:45On obtenait soudain un signal évident, et on savait donc que dans cette direction, il y avait une source très
02:50puissante d'ondes radio.
02:51On le signalait aux astronomes, et ceux-ci pointaient leur gros télescope, comme celui de 5 mètres de Palomar, dans
02:56cette direction.
03:05A l'aide de télescopes optiques, les astronomes examinent les zones émettant des signaux radios.
03:13Ce qu'ils y voient est certes spectaculaire, mais en rien inexplicable.
03:31On a découvert des corps inhabituels, par exemple une galaxie avec une protubérance particulière en son sein,
03:37qui quelquefois émettait des ondes radio, alors qu'une galaxie tout à fait banale n'en émettait pas.
03:45Ou encore un nuage gazeux avec de petites stris, et qui semblait être en train d'exploser.
03:51C'était justement ces corps qui émettaient des ondes radio, alors que des nuages plus calmes n'en produisaient pas.
04:04Mais les astronomes ne sont pas au bout de leur surprise.
04:07Quand ils pointent leur télescope vers un de ces signaux particulièrement forts,
04:11ils s'attendent à assister à une catastrophe cosmologique.
04:15Or, ce qu'ils voient, les sidères.
04:23Au début des années 60, les astronomes ont pris des photos de certaines ondes des cieux
04:28d'où les ondes radio semblaient provenir.
04:30Mais ils n'ont rien vu d'inhabituels.
04:32Simplement des étoiles d'aspect tout à fait habituelles.
04:36Pas d'explosion stellaire, pas de nuages gazeux turbulents, rien d'inhabituel.
04:41Ce qui ne manqua pas de les étonner.
04:50Une de ces étoiles, au nom fort peu poétique de 3C-273,
04:55n'est qu'une parmi des milliards perdus dans un coin sans intérêt de l'univers.
05:043C-273 dans la constellation de la Vierge ressemblait à une étoile.
05:07Or, nous savons que les étoiles n'émettent pas d'ondes radio.
05:11Et c'est ce qui la rendait tout à fait inhabituelle.
05:15Les astronomes décident d'analyser la lumière émise par 3C-273
05:19à l'aide d'une technique baptisée spectroscopie.
05:26En décomposant en spectre la lumière émise par les étoiles,
05:29ils découvrent dans le spectre de celle-ci des rayures noires,
05:32de la lumière manquante,
05:34provoquées par les gaz dans l'atmosphère de l'étoile
05:37qui absorbent les rayons sur certaines fréquences.
05:40Quand ces lignes changent de leur position normale,
05:43c'est que l'étoile est en déplacement.
05:45Et si on observe un décalage vers le rouge,
05:47c'est qu'elle s'éloigne.
05:52Le spectre de l'étoile de l'étoile de l'étoile
05:5334 ans plus tard,
05:54le astronome américain, Edwin Hubble,
05:58a utilisé spectroscopie
05:59pour découvrir que l'université est éclatée.
06:03Distant galaxies sont éloignées par nous.
06:24Le spectre de 3C273
06:26ne correspondait à aucun des spectres de gaz observés
06:29autour d'étoiles traditionnelles.
06:31Et c'est ce qui troublait les astronomes.
06:33Non seulement l'objet émettait des ondes radio en quantité,
06:36mais il produisait ce spectre bizarre
06:39qui ne correspondait à aucun type de gaz connu.
06:483C273 ressemble à n'importe quelle autre étoile.
06:51Or, son spectre semble indiquer le contraire.
06:54Et les astronomes ne parviennent pas à comprendre ce qui se passe.
07:01Pourtant, un jeune étudiant du 3e cycle
07:03est convaincu que la spectroscopie ne peut mentir.
07:08Martin Schmidt du Caltech s'est aperçu
07:13que deux des fluctuations présentaient
07:15le même intervalle entre les couleurs
07:17que dans le cas de l'hydrogène.
07:21Mais ces deux rays étaient beaucoup plus décalés
07:23vers l'extrémité rouge du spectre
07:25que ce que l'on observe pour l'hydrogène.
07:28Et dès lors qu'il postulait une identification juste,
07:32la conclusion était que le décalage atteignait les 16%.
07:40Or, un tel décalage signifiait que cet objet
07:43s'éloignait de nous à une très grande vitesse
07:45et devait se trouver à 1 ou 2 milliards d'années-lumière de nous.
07:52Donc, il ne pouvait pas s'agir d'une étoile normale
07:55ou d'une étoile magnétique particulière de notre galaxie.
07:59Ce ne pouvait être qu'un corps bizarre
08:02qui ressemblait à une étoile en raison de son immense éloignement,
08:07mais qui était incroyablement brillant.
08:12Tout le monde a été extrêmement surpris.
08:15Et certains ont eu du mal à croire
08:17que quelque chose d'aussi brillant
08:19puisse être aussi éloigné.
08:30Les astronomes ont décidé de baptiser ces objets,
08:34ces radios étoiles,
08:36des radiosources quasi-stellaires.
08:39Il s'agissait, à n'en pas douter, de sources radio.
08:41Elles avaient été repérées grâce aux radiotélescopes.
08:44Et elles avaient l'allure d'étoile,
08:45d'où le mot stellaire.
08:47Et puis, radiosources quasi-stellaires a été contractées en quasars.
08:53Martin Schmitt a conclu qu'il devait s'agir
08:57d'une source extrêmement puissante
08:59et d'un objet intrinsèquement incroyablement brillant.
09:02Car pour apparaître aussi brillant dans les cieux,
09:06tout en étant aussi éloigné,
09:07il fallait qu'il émette une quantité d'énergie phénoménale à chaque seconde.
09:11Beaucoup plus que notre Soleil.
09:14En fait, 100 à 1000 fois plus que toutes les étoiles de notre Voie lactée.
09:21Et ça, ça fait l'effet d'une bombe.
09:23C'est un vrai kicker.
09:58Estronomes et astrophysiciens cherchaient une explication
10:01au comportement tout à fait extraordinaire de ces objets étranges.
10:04Comment pouvaient-ils produire autant d'énergie
10:07tout en étant si petits ?
10:09Ils se sont tournés vers les spécialistes de la relativité générale
10:13et leur ont demandé
10:13« Avez-vous des modèles pour des objets qui ressemblent à ça
10:16et qui se comportent ainsi ? »
10:21Les relativistes ont alors répondu
10:22« Il y a bien le problème de l'effondrement gravitationnel.
10:25C'est peut-être ce que vous cherchez. »
10:30Tout le monde s'accorde sur le fait que la théorie d'Einstein
10:33pose la gravitation comme la force dominante dans l'univers.
10:38Mais ce qui est moins évident,
10:39c'est ce qui peut se passer dans des conditions extrêmes.
10:43La gravitation peut-elle comprimer d'importantes quantités de matière,
10:46comme lorsqu'une étoile meurt,
10:48dans un espace extrêmement réduit ?
10:54En 1939, deux articles ont été publiés.
10:58L'un de Einstein lui-même,
11:00l'autre du physicien américain Robert Oppenheimer
11:02et de son collègue Snyder.
11:05Ils s'interrogeaient sur ce qui peut se passer
11:07quand une grande quantité de matière
11:09se concentre dans une zone réduite.
11:12D'après Einstein, ça ne pose aucun problème.
11:16Oppenheimer et Snyder, en revanche, se font peur.
11:19Leur calcul semble montrer quelque chose
11:21qui, en toute logique, ne peut pas se produire.
11:25« En s'appuyant sur les règles de la relativité générale,
11:29ils prédisent que cet objet massif
11:32subirait un effondrement gravitationnel
11:34et atteindrait un rayon critique
11:37qui apparemment le couperait du reste de l'univers. »
11:44Mais si un objet se coupe de l'univers,
11:47son comportement peut-il encore être décrit
11:49par les lois de la physique ?
11:52La théorie d'Einstein aurait-elle prédit
11:54son propre effondrement ?
11:58Einstein était convaincu
11:59qu'on ne pourrait jamais parvenir
12:01à ce rayon critique,
12:02que celui-ci était par nature impossible.
12:10Mais ce débat avec Oppenheimer
12:11ne sera jamais réglé.
12:13Pendant la Deuxième Guerre mondiale,
12:15on a besoin de physiciens comme lui
12:17pour mettre au point la bombe atomique.
12:19Et pour beaucoup,
12:20les idées d'Oppenheimer sont si extrêmes
12:22qu'elles ne valent même pas la peine
12:24d'être combattues.
12:26Pourtant, un physicien du nom de John Wheeler
12:28n'a quant à lui aucun doute.
12:31« Battez-vous pour quelque chose.
12:32C'est une formidable façon
12:34de décrire l'objet même de la science.
12:37Se battre pour quelque chose. »
12:54Je m'appelle Daniel Holtz.
12:56Je suis étudiant de troisième cycle
12:57à l'université de Chicago.
12:58Et je vais voir John Wheeler,
13:00mon patron de licence de Princeton.
13:06John Wheeler,
13:07qui enseigne toujours
13:08à l'université de Princeton,
13:10a travaillé avec Oppenheimer
13:11sur la bombe atomique.
13:13Né en 1912,
13:15il compte aujourd'hui
13:16parmi les scientifiques
13:16les plus célèbres du 20e siècle.
13:19« Il adore rentrer dans les problèmes.
13:22Son approche de la physique,
13:23c'est de trouver les trucs
13:24les plus aberrants possibles
13:25et de s'y consacrer corps et âme
13:27pour leur trouver un sens. »
13:31Or, en 1963,
13:33les Khazars sont ce qu'il y a
13:34de plus aberrant,
13:35à l'exception peut-être
13:36de la théorie d'Oppenheimer
13:38qui prétend les expliquer.
13:40Wheeler veut donc prendre à bras le corps
13:42ces notions théoriques extrêmes
13:44relatives à l'effondrement gravitationnel.
13:49Mais les soutenir revient à s'opposer
13:51aux croyances d'Einstein.
13:57Quand Wheeler arrive à Princeton
13:59dans les années 40,
14:00Einstein est un de ses principaux professeurs
14:03et un des plus célèbres.
14:07Il a eu la gentillesse de m'inviter
14:17à faire venir mes étudiants
14:18de 3e cycle chez lui un jour
14:20pour le thé.
14:22Un des élèves, Joe Callaway,
14:24a demandé
14:25« Le professeur Einstein,
14:27quand vous ne vivrez plus,
14:29qu'arrivera-t-il à cette maison ? »
14:30Le visage d'Einstein rayonnait
14:36avec ses rides profondes,
14:38son merveilleux sourire et son rire
14:41et sa belle voix
14:43avec une pointe d'accent allemand
14:45mais dans un anglais parfait.
14:47Il a dit
14:47« Cette maison ne deviendra jamais
14:53un lieu de pèlerinage
14:55où les gens viennent voir
14:56les os d'un saint. »
15:03Et c'est le cas.
15:11Mais malgré son immense génie,
15:13Einstein n'est plus la source
15:14d'inspiration de John Wheeler.
15:17Ce dernier est fasciné
15:18à l'idée qu'on puisse peut-être
15:19expliquer les casards
15:20grâce à la théorie d'Oppenheimer
15:22sur l'effondrement gravitationnel
15:24des corps.
15:25Il invente une formule
15:27criante de vérité
15:28pour les décrire.
15:29« Après avoir utilisé
15:32plusieurs fois
15:33la tournure
15:34objet gravitationnellement
15:36effondré,
15:38je l'ai trouvé
15:39beaucoup trop longue
15:40et je suis passé
15:42à
15:42trou noir. »
15:47Un nom qui décrit
15:48à merveille
15:49ce qui doit se passer
15:50en vertu de la théorie.
15:58La caractéristique principale
16:00du trou noir,
16:00c'est qu'il est noir.
16:02Aucune lumière
16:03ne peut s'en échapper.
16:05Cet objet,
16:05par exemple une étoile
16:06qui s'effondre sur elle-même,
16:08se comprime
16:08de plus en plus
16:09et les objets
16:10qui se trouvent
16:11à proximité
16:11ont de plus en plus
16:12de mal à s'en éloigner.
16:15D'une certaine façon,
16:16la gravitation
16:17est de plus en plus forte.
16:28Si on extrapole encore,
16:30on voit que l'objet
16:31devient de plus en plus dense
16:32et à un certain point,
16:33même la lumière
16:34ne peut plus s'en échapper.
16:36Elle ne peut plus partir
16:37de l'étoile
16:37pour arriver jusqu'à nous.
16:39À ce moment-là,
16:40il s'agit d'un trou noir.
16:48Nos amis russes
16:50employaient un autre mot
16:52et les Français
16:54trouvaient que ça
16:55sonnait obscène.
16:57Mais finalement,
16:59tout le monde
17:00s'y est rallié.
17:00ont été arrêtés.
17:01Et ils ont accepté
17:02l'étoile.
17:03Et ils ont accepté