Que se passerait-il si vous entriez dans un trou noir ?

Elles aspirent tout, et la seule chose qui en sort, ce sont des mystères. Que peut-on dire d’une masse dense et sombre qui dévore tout ce qui l’entoure ? Nous savons que ce qui entre dans l’une d’elles n’en ressortira jamais, mais ce n’est pas la fin de l’histoire. Dans cet article, nous expliquons Que se passerait-il si vous entriez dans un trou noir ?.

Que sont les trous noirs ?

Illustration d’un trou noir dont la masse est de plusieurs millions ou milliards de fois celle du Soleil. NASA/JPL-Caltech

Un trou noir est un objet extrêmement dense dont la lumière ne peut s’échapper. Ils sont une conséquence essentielle du fonctionnement de la gravité : lorsqu’une grande quantité de masse est comprimée dans un espace suffisamment petit, l’objet qui en résulte déchire le tissu de l’espace et du temps, devenant une singularité.

La gravité d’un trou noir est si puissante qu’il est capable d’attirer les matériaux proches et de les « manger ». Elle déforme également l’espace lui-même, de sorte qu’il est possible de voir l’influence d’une force gravitationnelle invisible sur les étoiles et d’autres objets.

Étant donné qu’aucune lumière, y compris les rayons X, ne peut s’échapper de l’intérieur de l' »horizon des événements » d’un trou noir – c’est ainsi qu’on appelle la région d’où il n’y a pas de retour – les télescopes les étudient à travers le milieu environnant. Dans ces zones, la matière s’échauffe jusqu’à des millions de degrés lorsqu’elle est attirée par le trou noir et brille dans les rayons X.

Comment se forment les trous noirs

Trou noirNASA/CXC/M.Weiss

Les astronomes classent les trous noirs en fonction de leur masse, comme on appelle la quantité de matière à l’intérieur. Les plus petites peuvent être de la taille d’un atome, bien qu’elles aient la masse d’une montagne ; celles dites « stellaires » peuvent avoir une masse jusqu’à 20 fois celle du Soleil, et les « super-énormes », qui équivalent à la masse de plus d’un million de soleils.

Les scientifiques ont trouvé des preuves que chaque grande galaxie contient un trou noir supermassif en son centre. Dans le cas de la Voie lactée, la galaxie où se trouve le système solaire, il s’agit de Sagittarius A, qui a une masse équivalente à environ quatre millions de soleils.

Selon la NASA, un trou noir de masse stellaire peut se former en quelques secondes après l’effondrement d’une grande étoile. Une autre solution consiste à fusionner deux restes stellaires denses, appelés étoiles à neutrons.

Une étoile à neutrons peut également fusionner avec un trou noir pour en former un plus grand, ou deux trous noirs peuvent entrer en collision. Les fusions créent aussi rapidement des trous noirs et produisent des ondulations dans l’espace-temps appelées ondes gravitationnelles.

Que se passerait-il si vous tombiez dans un trou noir ?

Une spaghettification causée par un trou noirReprésentation artistique d’une étoile présentant un effet de perturbation par effet de marée causé par un trou noir. ESO/M. Kornmesser

Une grande partie de ce que l’on sait de l’intérieur des trous noirs provient de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein.

Selon cette théorie, les observateurs distants ne pourraient voir que ce qui se passe dans les régions situées en dehors de l’horizon des événements, mais la personne « affectée » elle-même ferait l’expérience d’une réalité complètement différente, avec deux caractéristiques :

Si vous entrez dans l’horizon des événements, vous ne vous en rendez même pas compte, car votre perception de l’espace et du temps change complètement.
Le champ gravitationnel du trou noir vous comprimerait horizontalement et vous étirerait verticalement, un phénomène que les scientifiques appellent « spaghettification » ou « effet nouille ».

Stephen Hawking, dans son livre Une brève histoire du temps, a expliqué que si un astronaute tombait dans un trou noir, il serait affecté par le gradient gravitationnel, c’est-à-dire la différence de force de l’attraction gravitationnelle en fonction de son orientation.

Ainsi, s’il devait tomber les pieds en premier dans le trou noir, la gravité serait plus forte sur ses pieds que sur sa tête. Cette différence de force gravitationnelle ferait que votre corps s’étirerait verticalement et, en même temps, se comprimerait horizontalement.

Les lois de la physique empêcheraient un humain de survivre au processus de spaghettification, mais la douleur et le moment de la mort dépendent de la taille du trou noir et de la distance entre l’horizon des événements et le centre.

Une autre théorie est celle de John Polchinski, auteur du « paradoxe du pare-feu », qui oppose la théorie de la relativité générale à la théorie quantique d’Einstein. Selon Polchinski, un astronaute rencontrerait un mur de feu juste à l’intérieur du trou, qui le détruirait.

Bien que la spaghettification d’un objet de taille humaine n’ait jamais été observée, les télescopes de l’Observatoire européen austral (ESO) ont détecté en 2020 l’effet nouille le plus proche enregistré à ce jour : à quelque 215 millions d’années-lumière de la Terre.

Un trou noir pourrait-il attirer la matière du système solaire ?

Les trous noirs détectés sont trop éloignés pour attirer toute matière du système solaire. Cependant, les scientifiques ont observé que les trous noirs déchirent les étoiles, un processus qui libère une énorme quantité d’énergie.

Les experts excluent que le Soleil devienne un jour un trou noir, car il n’est pas assez grand pour exploser, laissant place à un vestige stellaire dense appelé naine blanche.

Dans le scénario hypothétique où le Soleil deviendrait un trou noir avec la même masse qu’aujourd’hui, il n’affecterait pas les orbites des planètes, car il conserverait son influence gravitationnelle. Ainsi, la Terre continuerait à tourner autour du Soleil… ou du trou noir.