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Briefing Voici un rapport confidentiel vous présentant rapidement les trous noirs : c'est un minimum de connaissance à acquérir avant de pouvoir commencer la mission . Tout d'abord il faut que vous
sachiez que l'existence des trous noirs n'a jamais été prouvée
, ils sont tout simplement la meilleur explication théorique (
et la plus probable ) à certains phénomènes observés , tel que
le mouvement étrange de certains astres ou encore la déviation
de rayons lumineux . Mais tout semble prouver que ces objets
existent bel et bien , et nous espérons qu'ils existent :
c'est l'avenir de notre éxpédition qui en dépend
.
L'origine de la relativité restreinte , formulée par Einstein en 1905 et qu'il complètera en 1915 pour donner la théorie de la relativité générale , nous vient d'une expérience assez simple : la mesure de la vitesse de la lumière . Les résultats furent étranges : que l'on se rapproche ou que l'on s'éloigne d'un rayon lumineux , et ce peu importe notre vitesse , sa vitesse est toujours de 300 000 km/s . En effet , lorsque vous croisez un train qui file à 100 km/h , alors que vous marchez à 10 km/h , vous allez voir ce train passer à 100 + 10 = 110 km/h . Cela semble logique , et pourtant ces résultats ne sont pas appliqués avec la lumière , vous la "croiserez" toujours à 300 000 km/s . Ainsi , la vitesse d'un observateur affecte les mesures du temps et les longueurs de telle sorte que que la division de la distance par le temps ne puisse dépasser les 300 000 km/s ( rappelons que la vitesse est le quotient de la distance sur le temps ) . Ainsi , la base fondamentale de la physique est une combinaison de l'espace et du temps : c'est l'espace-temps . Le temps absolu n'existe pas ( il ne sécoule pas partout de la même manière ) , il est plutôt 4ème dimension . Selon cette théorie , l'espace-temps pourrait être décrit comme une sorte d'étoffe flexible , et tissée par les trajets de la lumière et des particules . Ces trajets sont des géodésiques . La masse et l'énergie des objets cosmiques déforment l'espace-temps à la manière d'un poids qui serait placé sur une toile tendue ( la toile s'enfonce sous ce poids ) .
Un trou noir est , à priori , un objet cosmologique , au même titre que les étoiles ou les planètes . Sa particularité vient du fait que sa masse est extrêmement concentrée . Sa densité est en effet plusieurs millions à plusieurs milliards de fois supérieurs aux autres corps que nous connaissons . Du coup , rien ne peut s'en échapper , même la lumière , qui possède pourtant la plus grande vitesse connue , et la vitesse ultime d'après les théories d'Einstein , ne peut s'extraire des trous noirs . Prenons un exemple : imaginons un homme de 70 kg sur Terre qui se tient debout à la surface du Soleil : à cause de l'attraction gravitationnelle du Soleil , plus importante que celle de la Terre , cet homme pèserait l'équivalent de 2 tonnes ( la masse ne devrait pas changer , seulement le poids , mais c'est beaucoup plus représentatif de cette manière ) . Maintenant , imaginons que l'on puisse comprimer le Soleil : le poids de cet homme augmenterait au fur et à mesure que l'on comprimerait le soleil . La vitesse de libération, qui est normalement égale à 620 km/s sur le Soleil , augmenterait elle aussi . Ainsi , si l'on comprime le Soleil de telle sorte qu'il fasse la taille de la Terre , l'homme pèserait l'équivalent de 25 000 t et la vitesse de libération serait de 6450 km/s . Maintenant , comprimons le Soleil jusqu'à ce que son rayon ne soit plus que de 3 km : la vitesse de libération est de 300 000 km/s , la vitesse de la lumière . D'après la Relativité , rien ne peut se déplacer plus vite la lumière : notre Soleil est maintenant un trou noir auquel rien ne peut échapper . Ce rayon est par ailleurs appelé rayon de Swcharchild , il est propre à chaque corps céleste . Celui de la Terre est de 9 mm : si la Terre était comprimée dans une sphère de 9 mm de diamètre , celle-ci deviendrait un trou noir .
En d'autres termes , les trous noirs sont des régions très denses de l'Univers qui possèdent une courbure de l'espace-temps de valeur infinie . En fait ceci se traduit par des géodésiques incomplètes ; la matière et la lumière plongent dans le trou sans pouvoir en ressortir : il n'y a plus continuité de l'espace-temps : c'est un trou noir . Remarque : un trou noir forme bien un trou dans l'espace-temps , mais il est en fait une sphère ou une elliptoïde dans notre repère classique en 3 dimensions .
Les trous noirs sont formés
lors de la "mort" d'étoiles massives ( plus de 8 à 10 fois la
masse solaire ) . Explication : une étoile est stable tant que
les deux forces qui s'exercent sur elle s'équilibrent . Ces
deux forces sont :
Il existe 2 modèles physiques
de trou noir : le trou noir de Swcharchild , statique , et le
trou noir de Kerr , rotatif . Ce dernier semble par ailleurs
être la représentation la plus adaptée car les trous noirs
tourneraient sur eux-même . Dans ces deux version , plusieurs
points essentiels ne changent pas :
On notera les existences de
deux types de trou noir :
" Coupure moteur Warp ! " Ca y est , nous y sommes , le centre de La Voie Lactée . Les détecteurs sont formels , la bête est devant nous . Nous passons en propulsion nucléaire pour nous rapprocher d'avantage ... 1) PREMIER CONTACT Nous voila maintenant à distance respectable du trou noir . La tension est à son comble ! Que va-t-il advenir de nous ? Pour l'instant , nous ne ressentons rien d'autre que l'effet normal de la gravité produite par une masse ponctuelle ordinaire . Notre commandant de bord ordonne tout de mème à l'équipage d'induire un mouvement circulaire à notre navette spatiale afin de demeurer à orbite stable . L'instant est solennel ! Nous décidons alors d'entamer une lente descente vers les orbites inférieures .
2) L'ORBITE RAPPROCHE Au fur et à mesure de la descente , la présence du trou noir se fait de plus en plus manifeste . En effet , la gravité , tout à l'heure ressentie faiblement , nous écrase maintenant : notre ordinateur central se met en alerte ! Il nous indique en effet que nous subissons 1 g de différence gravitationnelle entre les pieds et la tête , phénomène appelé force de marée [voir Détails] . Pas d'affolement cependant : malgré une sensation inconfortable , le corps humain est capable de supporter une force de marée de 15 g sans se rompre , capacité qui a été confirmée lors de l'entrainement intensif auquel nous avons été soumis . Il est en revanche dangeureux d'aller immédiatement plus loin sans peine de mettre en danger nos vies : nous décidons donc de demeurer à cette orbite et d' envoyer notre sonde . LES FORCES DE MAREE [Détails]
3) LA SONDE
4) NOUS Après une mure réflexion , il est temps de prendre une décision : soit , ayant observé de près un trou noir , nous décidons que notre mission est achevée et que nous pouvons rebrousser chemin , soit , ignorant le danger et n'écoutant que notre bravoure , nous pénétrons dans le trou noir ! Bien évidemment , la deuxième solution est approuvée à l'unanimité . Nous nous dirigeons vers la salle d'action dans laquelle nous activerons le bouclier anti-gravité à plasma spécialement mis au point par l'association des plus grands laboratoires de physique mondiaux . Celui-ci va nous permettre de nous protéger contre les forces de marrées , la forte température ainsi que les rayonnements de plus en plus intenses qui émanent de la manière tournant autour du trou noir . Une fois le vaisseau protégé , chacun s' installe à son poste : l' astrophysicien aux ordinateurs, le commandant de bord au pilotage, le chef de projet devant les écrans de controle, et le mécano dans la salle des machines, près à intervenir en cas de coup dur. Il faut positionner le vaisseau : l'affaire est délicate , car nous devons pénétrer en plein centre de l'anneau que forme la singularité tout en évitant les jets de plasma du trou noir ... Aprés un interminable compte à rebours, notre vaillant commandant ordonne la mise en marche des réacteurs d' approche lente puis, quelques secondes plus tard, leur coupure. En effet, cette légère poussée s' avère suffisante car, à partir de maintenant, la seule force gravitationnelle du trou noir suffit à nous entrainer inéxorablement vers lui. Par miracle, tout l'équipement de notre vaisseau continue de fonctionner lors de cette déscente au enfer, ce qui nous permet d'atteindre à une vitesse de plus en plus grande l'horizon sans dommage. LA SCIENCE NECESSITE T-ELLE LE SACRIFICE HUMAIN ? [Problème philosophique] La mort fait partie intégrante du programme génétique de tout être vivant et de son évolution . Cependant , la vie de quelques hommes mérite t-elle d'être raccourcit au profit d'une expérience scientifique qui , peut-être , fera progresser le reste de l'humanité ? En effet , on ne sait absolument pas si , même armé de protections suffisantes , la pénétration d'un trou noir n'est pas mortellement dangereuse . Si le théoricien prend peu de risques sur le plan humain, il en va différemment du praticien dont la faute ou l'obstination peut avoir des conséquences fatales . " Ca y est , nous franchissons l'horizon ! Mais ... Nous ... ... .. . " Signal perdu , fin de transmission . [ Enregistrement
receptionné par les relais satellites de l'ESA , Terre
]
Voici l'histoire , en bref ,
des trous noir :
On pourrait bien sûr développer et s'étendre longuement sur chaque partie de ce briefing , mais ce n'est pas le but de notre mission , et le temps nous est précieux : la NASA nous concurrence avec un projet identique . Maintenant , voyons comment détecter ces trous noirs ... << Page précédente Page suivante >> Warpdrive, Wormhole, Time travel, Zamanda yolculuk, Solucantüneli, Çetin BAL |