Par rapport à un observateur situé loin du trou noir, tous les phénomènes se passant à proximité du trou noir semblent se dérouler plus lentement. Une horloge avancerait à un rythme plus lent. En quelque sorte, donc, les trous noirs ralentissent le temps.
Le trou noir est tellement massif qu'il déforme l'espace-temps. Quand la lumière passe à côté, au lieu d'aller sur une ligne droite, elle va être courbée. C'est ce qu'appelle une géodésique de l'espace -temps. Plus le trou noir est compact, plus il est massif, plus la trajectoire de la lumière va être déviée.
Une autre caractéristique est l'effet d'entraînement sur l'espace-temps. En effet, l'influence du trou noir sur la géométrie de l'espace-temps est très forte. La rotation de l'astre doit se répercuter sur cette géométrie, donc également sur le mouvement des corps passant à proximité.
Au centre d'un trou noir se situe une singularité gravitationnelle. Pour tout type de trou noir, cette singularité est « cachée » du monde extérieur par l'horizon des événements.
On estime ainsi que les trous noirs résidus stellaires commenceront à s'évaporer dans cent milliards de milliards d'années et les trous noirs supermassifs dans un milliards de milliards de milliards de milliards d'années.
Où va ce qui entre dans un trou noir ? La matière qui entre dans le trou noir se retrouverait comprimée dans un même point central, une singularité gravitationnelle. Nos conceptions du temps et de l'espace s'effondrent dans cette singularité.
Les trous noirs jouent aujourd'hui un rôle crucial non seulement en astrophysique mais aussi en physique des particules, et en particulier dans les théories essayant d'unifier la relativité générale et la physique quantique.
Une horloge avancerait à un rythme plus lent. En quelque sorte, donc, les trous noirs ralentissent le temps. Cet effet est tellement important que, si notre observateur lance un objet dans la direction du trou noir, il ne le verra jamais pénétrer à l'intérieur du trou noir.
Il s'appelle Chuck Clark et il est l'un des meilleurs cosmonautes de la Nasa, l'organisme responsable de la recherche spatiale aux Etats-Unis. Dans 5 ans, cet Américain de 32 ans va vivre une aventure incroyable et très risquée : il s'est porté volontaire pour être le 1er homme à entrer à l'intérieur d'un trou noir !
Cela peut sembler effrayant, mais ce n'est pas le cas. Vous n'avez pas à craindre les trous noirs. Plus de 100 millions de trous noirs errent probablement dans notre galaxie à eux seuls, et ce sont des objets fascinants dans le cosmos.
Selon Einstein, la masse du Soleil provoque une déformation de l'espace-temps qui est à l'origine du mouvement de la Terre. C'est pour cette raison que des corps sans masse, comme les photons, subissent les défromations de l'espace-temps (voir l'animation sur les lentilles gravitationnelles).
Le temps ne passe pas plus doucement parce que l'on se trouve dans l'espace. Il ralentit parce que l'on s'y déplace vite. Rien de mieux que l'espace pour voyager à de très grandes vitesses ! C'est le célèbre scientifique Einstein qui fit cette incroyable découverte au début du 20e siècle !
Le premier trou noir fut détecté en 1971 dans la constellation du Cygne. En 1974, Bruce Balick et Robert L. Brown détectent un astre extrêmement massif au centre de la Voie Lactée qu'ils baptisent Sagittarius A*. Il a fallu attendre la fin des années 1990 pour que sa nature de trou noir supermassif soit prouvée.
Jusqu'à présent, le trou noir le plus proche de notre monde connu de la communauté scientifique était à environ 3 000 années-lumière de notre planète bleue, dans la constellation de Monoceros. Ce nouvel objet se trouve à la moitié, à 1 600 années-lumière, dans la constellation d'Ophiuchus de la Voie lactée.
Son nom est trompeur, le trou noir n'a rien d'un trou ! Il provient de la mort d'une étoile, mais seulement d'une étoile suffisamment massive (plusieurs fois la masse du Soleil). Quand elle arrive en fin de vie, cette étoile s'attire sur elle-même et parvient à résister à cette attraction en brûlant de l'hydrogène.
La relativité générale estime que rien ne peut sortir d'un trou noir, pas même l'information concernant la matière aspirée. Cette opposition de lois physiques concernant les trous noirs, mise évidence par Hawking, porte le nom de "paradoxe de l'information".
Il se trouve que les trous noirs ne sont pas si effrayants. Ils n'ont aucun pouvoir particulier de « succion » qui leur permettrait d'avaler de la matière. Leur seule force d'attraction vient de la bonne vieille gravité, cette même force qui maintient la Lune en orbite et qui nous colle à la Terre.
Généralement, les trous noirs sont considérés comme sphériques. Et si un corps massif non sphérique venait à s'effondrer, quel serait le résultat ?
La dilatation du temps est un effet de relativité restreinte selon lequel une horloge animée d'une certaine vitesse par rapport à un référentiel que nous qualifierons de fixe sera vue battre le temps à un rythme plus lent quand on le rapporte à celui des horloges de ce référentiel. Ce phénomène de ralentissement.
Un trou blanc, que l'on appelle aussi fontaine blanche, serait, en quelque sorte, le contraire d'un trou noir : si un trou noir est un endroit de l'espace où la matière est attirée, et disparaît, un trou blanc, serait, au contraire, un endroit où la matière « apparaîtrait », et d'où elle jaillirait, un peu à la manière ...
De la difficulté de détecter le rayonnement de Hawking
Le trou noir s'évapore avec une température de rayonnement inversement proportionnelle à sa masse, ce qui fait que l'évaporation est d'autant plus rapide que le trou noir est petit.
Un trou blanc (ou fontaine blanche) est un objet hypothétique qui comme son nom l'indique est l'opposé du trou noir. En effet, tandis qu'en théorie rien ne peut s'échapper d'un trou noir, d'après les cosmologistes, rien ne peut pénétrer dans un trou blanc. De la matière et de l'énergie en sont éjectés en permanence.
À l'intérieur des trous noirs et autour d'eux, le champ gravitationnel est tellement puissant que rien ne parvient à s'échapper, ni même la lumière. Cela signifie que les trous noirs n'émettent aucune onde lumineuse et n'ont donc aucune couleur.
Situé à 26 000 années-lumière de la Terre, le trou noir du centre de la Voie lactée a une masse de 4,2 millions de fois celle du Soleil et son diamètre est d'une vingtaine de millions de kilomètres.