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Qu'arriverait-il si la Terre et ses habitants étaient aspirés par un trou noir ?
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Cata

Qu'arriverait-il si la Terre et ses habitants étaient aspirés par un trou noir ?

De l'étirement des corps façon "spaghettis" à la transformation en hologrammes, en passant par le risque de friture, plusieurs théories avancent des effets digne d'une oeuvre de science fiction si nous étions un jour amenés à être happés par ces astres d'un densité exceptionnelle.

Olivier Sanguy

Olivier Sanguy

Olivier Sanguy est spécialiste de l’astronautique et rédacteur en chef du site d’actualités spatiales de la Cité de l’espace à Toulouse.

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Atlantico : En bonne place par les éléments de composition des scénarios de films de science-fiction, les trous noirs fascinent souvent. Mais au fait, qu’est-ce qu’un trou noir ? Comment se manifestent-ils ?

Olivier Sanguy : Un trou noir est un astre tellement dense qu’à sa proximité rien ne peut échapper à son champ gravitationnel, même pas la lumière, d’où le nom. D’ailleurs, lorsqu’on dit qu’on observe un trou noir, on observe en fait les effets de celui-ci en limite où à la périphérie de cette "frontière" (dite horizon des événements) où plus rien n’échappe à son champ gravitationnel.

Par exemple, la matière qui s’accumule en disque dit d'accrétion autour de lui avant de "tomber" dans son "puit gravitationnel" est soumise à de fortes pression et chaleur et émet alors un rayonnement X. Des instruments spécialisés permettent d’observer ce rayonnement X. Le trou noir proprement dit reste "invisible" puisque par définition rien ne peut s’en échapper. Un trou noir se manifeste donc essentiellement par la perturbation qu’il engendre autour de lui. Par exemple, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie dévie l’orbite des étoiles proches de lui : un phénomène qui a été constaté et mesuré. Un trou noir dévie aussi le trajet de la lumière des objets situés derrière lui ou à proximité dans notre ligne de visée.

Professeur de sciences physiques de l’université de Hull, en Angleterre, Kevin Pimbblet explique dans une tribune libre publiée sur The Conversationet reprise par le Daily Mail, que nous serions étirés comme des spaghettis si nous étions aspirés par un trou noir à cause d’un gradient gravitationnel. Qu'est-ce que cette théorie de la "spaghettification" ?

C’est une approche théorique assez classique utilisée pour décrire ce qui se passerait si nous nous approchions d’un trou noir. Et c’est valable pour d’autres objets, y compris des planètes ! Pour simplifier, on deviendra un long spaghetti et c’est la force de gravitation qui est en jeu. La gravitation n’a théoriquement aucune limite dans la distance à laquelle elle s’exerce, en revanche, on sait qu’elle diminue avec la distance. Mais c’est habituellement très faible.

Ainsi, les astronautes à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS) ne flottent pas parce qu’ils sont trop loin de la Terre pour qu’elle exerce son influence gravitationnelle : non, ils sont bien soumis au champ gravitationnel terrestre mais sont en chute libre permanente (avec l’ISS) selon une vitesse telle (environ 28.000 km/h) qu’ils rattrapent leur chute. C’est le principe de la satellisation. Ceci dit, la force d’attraction de la Terre diminue bien avec l’altitude même si ce n’est pas ça qui fait flotter les astronautes.

Ainsi, l’accélération de la pesanteur est même moins forte au sommet de l’Everest qu’au niveau de la mer. La différence est tellement faible que nous ne la ressentons pas. En revanche, à proximité d’un trou noir, la force gravitationnelle est tellement forte que cette différence à des effets notables même sur de faibles distances, y compris pour celle de la hauteur d’une personne. Pour simplifier, la force d’attraction du trou noir sera plus forte sur les pieds de l’infortuné explorateur que sur sa tête (pour peu qu’il soit orienté pieds vers le trou noir et la tête à l’opposé). Cette forte différence conduit à un allongement qu’on dénomme spagettification.

Un autre scénario possible serait que tout être vivant serait rapidement réduit à l'état de friture à cause des radiations, comment l'expliquer ?

La matière attirée par un trou noir se concentre en un disque d’accrétion autour de celui-ci. Les conditions y sont telles qu’une forte chaleur y règne avec émission de radiations notamment dans les rayonnements X. Les énergies sont telles qu’à l’approche de cet environnement hostile un objet serait soumis à la chaleur dégagée et aux radiations d’où le terme un peu simpliste de friture...

Un troisième théorie défend même l'idée que le contact avec un trou noir créerait une copie de cet être vivant, comme une sorte d'hologramme. L'idée est-elle aussi fantaisiste qu'il n'y paraît ? Quelle réalité scientifique derrière ceci ?

Il faut savoir que ces théories ne sont pas forcément opposées les une aux autres, mais des approches complémentaires. J’avais abordé ce sujet précédemment avec cet article d’Atlantico écrit par un de vos confrères.

Pour cette idée de l’hologramme, il ne faut perdre de vue qu’il s’agit de la conséquence d’un formalisme mathématique complexe qui vise à résoudre certaines incohérences théoriques des trous noirs (notamment la perte d’information). Mais de là à dire que, concrètement, on pourrait survivre au plongeon dans un trou noir… Notre information quantique peut-être, mais nous-mêmes… Mon conseil serait tout de même d’éviter de se balader à proximité d’un trou noir !

En quoi l'étude des trous noirs permet-elle de mieux comprendre l'univers qui nous entoure ?

L’étude des trous noirs permet de mieux comprendre l’Univers de plusieurs façons. Tout d’abord parce que les trous noirs sont des objets de cet Univers au même titre que les étoiles, les planètes, etc. Si on veut connaître l’Univers on ne peut pas faire le tri. Ce serait comme vouloir étudier une prairie en décidant de ne s’intéresser qu’aux fleurs et en ignorant, les herbes, le sol, les insectes, etc. De plus, les trous noirs supermassifs jouent un rôle primordial semble-t-il dans la formation des galaxies : il y en a probablement un au centre de chaque galaxie. Ensuite, les trous noirs sont des objets où se déroulent des phénomènes physiques extrêmes et ils sont donc à ce titre des sortes d’expériences scientifiques faisant appel à des énergies qu’on ne peut pas espérer recréer en laboratoire. En observant les trous noirs, enfin plus exactement ce qui se passe à leur limite comme expliqué plus haut, on met à l’épreuve nos modèles théoriques au sein d’un phénomène extrême, ce qui est toujours excellent.

Si vous voulez déterminer si une voiture offre une bonne sécurité à ses occupants, vous faites un crash-test en la propulsant sur un mur ! Avec les trous noirs, on confronte nos modèles théoriques comme la physique quantique ou celle de la relativité à des niveaux extrêmes. Et il n’y a pas de raison pour que les trous noirs soient des exceptions. Il faut donc que nos théories passent ce "crash-test" pour être validées ou alors qu’elles évoluent. C’est ainsi qu’avance la science. Un exemple récent et concret ? Les ondes gravitationnelles sont prévues par la théorie de la relativité d’Einstein. Récemment, on a pour la première fois annoncé la détection de telles ondes, ce qui conforte l’édifice théorique d’Einstein. Or ces ondes ont été générées par la réunion de trous noirs !

Il faut savoir que même les planètes du sytème solaire génèrent des ondes gravitationnelles en se déplaçant sur leur orbite. Mais ces ondes là sont bien trop faibles pour être perçues avec les instruments dont nous disposons. En revanche, la réunion de deux trous noirs implique de telles énergies, que les ondes gravitationnelles générées par ce phénomène violent ont pu être mesurées.

Propos recueillis par Adeline Raynal

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