LES TROUS NOIRS



1) Comment une étoile vit (et brille!)
           

La définition que nous avons faite des trous noirs en fait jusqu'ici de purs objets théoriques. Pourtant, leur existence est avérée (Cf.Partie détection des trous noirs); un certain nombre d'entre eux ont déjà été décelés et  pu être observés jusque dans notre galaxie. Mais pour créer un trou noir, des conditions de pression et de masses extrêmes, inimaginables, sont nécessaires. Ces conditions existent-elles vraiment dans l'Univers? Et si oui, où de tels objets, au stade ultime de l'effondrement de la matière, ont-ils pu "voir le jour"?


Dans les étoiles. Au coeur des étoiles. La solution paraît évidente, vous l'aviez sur les lèvres; et c'est effectivement bien là que peuvent se former les trous noirs. La majorité d'entre eux, du moins, ceux que l'on appelle les trous noirs stellaires. Mais attention, pas n'importe quelle étoile, et pas à n'importe quel stade de sa vie! C'est ce que nous verrons ici : où et quand peuvent se créer les trous noirs stellaires, pour finalement constater qu'ils ne sont qu'un genre particulier d'étoile morte, et que les voies qui mènent à leur création sont assez limitées.

1.1 Cycle de vie d'une étoile

        Une étoile n'est en fait qu'une immense boule de gaz (hydrogène et hélium essentiellement) maintenue en équilibre par sa propre gravité qui compresse l'hydrogène. Lorsqu'on compresse un gaz, celui-ci se réchauffe a cause de l'agitation des atomes qu'il contient. Mais il arrive un point où les atomes d'hydrogène sont si compressés qu'au lieu de rebondir les uns sur les autres, ils fusionnent pour donner de l'hélium. C'est la fusion nucléaire. Lors de cette fusion nucléaire, une grosse quantité d'énergie est dégagée, qui compense l'action de la gravité. On appelle cette force la pression de radiation.

 



L'étoile reste stable au cours de sa vie (90% de son existence) ; elle est en équilibre constant entre sa gravité et les forces dégagées par son coeur (pression du gaz et pression de radiation).

 

L'équilibre des forces : pressions / gravité

Equilibre des forces dans une étoile

 Une étoile peut se maintenir grâce à un équilibre constant entre ses forces de gravitation qui tendent à la faire s'écrouler sur elle même et ses forces de pression de radiations qui tendent au contraire à la dilater. L'étoile alterne donc phases de compression et phases de dilatation de manière pulsative.

I Approche des trous noirs selon la théorie de la gravitation universelle de Newton

1) Vitesse de libération

2) Rayon de Schwarzschild

3) Forces de marées

II Comment se forment les trous noirs

1) Cycle de vie d'une étoile

2) Mort d'une étoile

3) Les différentes voies menant aux trous noirs

III Caractéristiques des trous noirs

1) Ralentissement du temps à proximité d'un trou noir

2) Effet Doppler : normal et relativiste

3) Structure d'un trou noir

IV Preuves de l'existence des trous noirs

1) Troisième Loi de Kepler

2) Emission de rayons X et rayons gamma

3) Les ondes gravitationnelles

V Hypothèses en suspens

1) Evaporation des trous noirs

2) Trous blancs et trous de ver

3) Trous noirs primordiaux

VI Relativité Générale

1) La Relativité Restreinte

2) Trous noirs et Relativité

VII Conclusion

1) Conclusion

2) Bibliographie

3) Me contacter

4) Remerciements

VIII Index

1) Index

 

II Comment se forment les trous noirs