Qu'est-ce que les trous noirs ?

Sommaire :

Introduction

I- Qu'est ce que les trous noirs ?

1- Le trou noir et sa définition

2-Les différents types de trous noirs et leurs dangers

II-Qu'est ce que les rayons gamma ?

1- Les différents rayonnements existants

A°Les rayons non-ionisants

B°Les rayons ionisants

2-Propriétés

3-Dangers

Expérience

III-Quel est le lien entre les trous noirs et les rayons gamma ?

1-L'observation d'un trou noir

2- Quand les rayons gamma apparaissent-ils ?

3-Des résultats et des projets

Conclusion

Introduction :

Depuis 1784, des théories circulent sur l'existence d'étoiles invisibles, composées de vide, ayant une force d'attraction assez grande pour aspirer la lumière ou le temps. Elles ont été lancées par John Michell puis soutenues par Albert Einstein avec sa théorie sur la relativité générale. De nombreux physiciens cherchent une réponse à cette hypothèse comme, en 1939, les physiciens américains Oppenheimer et Snyder, qui étudièrent l'effondrement d'une étoile et constatèrent des résultats étonnants : la force gravitationnelle de l'étoile augmentait de plus en plus jusqu'à ce que la trajectoire des rayons lumineux soit déviée et qu'aucun photon ne puisse lui échapper. Cette découverte apporta une angoisse sur la probable existence d'astres occlus invisibles, dont la position de chacun d'entre eux dans l'espace serait impossible à prévoir et qui seraient capables de détruire la Terre.

Cependant, dans les années 1960, le début de l'observation astronomique à l'aide des rayons X et des rayons gamma permet certes de confirmer la théorie des trous noirs, de l'approfondir et d'apporter les premières preuves de leur existence mais aussi de détecter pour la première fois ces objets très particuliers. Nous nous intéresserons alors à cette méthode de détection et, par définition, à la formation de ces trous noirs. Ainsi, nous démontrerons en quoi les rayons gamma nous permettent de détecter les trous noirs.

En premier lieu, nous parlerons de la formation des trous noirs et de leurs différents aspects, ensuite de ce qu'est un rayon gamma et enfin quel sont les liens entre les rayonnements Gamma et les trous noirs. 

I- Qu'est ce que les trous noirs

1- Le trou noir et sa définition

Tout d’abord, le terme trou noir a été inventé par le physicien américain John Wheeler, en 1967. Les trous noirs sont à la fondation même de la galaxie. Ils sont créés par l’effondrement gravitationnel d’une étoile ayant une forte masse (nous en verrons les détails ci-apès) : ces étoiles s’effondrent sur elle-mêmes et explosent en supernovae, en devenant un trou noir. De plus, les trous noirs attirent la matière vers leur centre. Cette matière, une fois rassemblée, forme un disque mince situé autour du trou noir. Ce disque est principalement constitué de gaz et de poussière et est appelé "disque d'accrétion".

Il faut savoir que les trous noirs sont tout simplement des astres denses qui ont une vitesse de libération supérieure à celle de la lumière. Mais comme nous le savons, nous ne pouvons pas aller plus vite que la lumière. Donc nous ne pouvons pas sortir de l’attraction d’un trou noir. Par exemple la vitesse de libération de la Terre est de 11.2km/h.

Contrairement à ce que l'on pourrait croire, le trou noir n'est pas un disque, il serait plutôt en forme de sphère, d'un point de vue à trois dimensions.

Lorsqu’une étoile assez massive arrive en fin de vie, elle va avoir tendance à s’attirer elle-même, comme si la Terre était attirée par son propre noyau. C’est le même principe que la gravité qui nous attire sur la Terre, mais à des puissances incroyablement plus élevées. L’étoile va résister un certain temps en brûlant un gaz – l’hydrogène – puis, lorsqu’elle n’aura plus d’hydrogène pour résister à l’attraction, son noyau va l’aspirer et elle formera un trou noir. Le trou noir attire tout sur son passage, même la lumière et le temps, et d’autres trous noirs pour former un trou encore plus grand.

2-Les différents types de trous noirs et leurs dangers

On connaît quatre sortes de trous noirs, définis par leur masse. Tout d'abord les trous noirs primordiaux équivalant au dixième de la masse solaire, qui sont appelés primordiaux car il se seraient formés au début de l'Univers. Ensuite, nous pouvons trouver les trous noirs intermédiaires dont leur masse atteint quelques centaines de fois celle du soleil. Nous pouvons également trouver les trous noirs stellaires qui atteignent quelque dizaine de fois celle du soleil. Et pour finir, nous avons les trous noirs super massifs ou hyper massifs, qui peuvent atteindre jusqu'à des milliards de fois la masse solaire ; ce type de trou noir se trouve au centre de certaines galaxies. Selon Stephen Hawking, en plus de ces quatre sortes de tous noirs, il existerait des micro-trous noirs dispersés dans l'espace.

Un trou noir hyper massif aurait été détecté dans notre voie lactée. Sa masse est estimée à 2.6 millions de fois la masse du Soleil. La présence d'un trou noir massif au centre de la Voie Lactée, appelé Sagittarius A*, aurait été prédite dès 1971 par des astrophysiciens anglais. Mais la question qui peut nous venir à l'esprit est : est-ce que ce trou noir est dangereux pour notre planète, pourrait-il engloutir notre Terre ? La réponse est non : il n'y a, pour l'instant, aucune chance qu'un trou noir engloutisse la Terre. Le trou noir hyper massif dans notre Voie Lactée est bien trop loin pour craindre un de ses effets sur nous. Et il est très peu probable qu’un trou noir puisse passer dans les parages de notre planète.

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