L’étude sans précédent d’un trou noir prouve la théorie de la relativité générale d’Einstein

Pour la première fois, des astronomes ont observé en détail le comportement de la matière dans la zone située à la lisière d’un trou noir, démontrant la validité de la plus célèbre théorie d’Einstein.

Voyage sans retour

Lorsque de la matière s’approche trop près d’un trou noir, elle se disloque et forme autour de lui un disque d’accrétion. La relativité générale prédit une distance limite au-delà de laquelle celle-ci cesse d’orbiter le monstre cosmique et plonge directement dans sa gueule, à une vitesse proche de celle de la lumière.

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« Imaginez une rivière se transformant en cascade », illustre Andrew Mummery, chercheur à l’université d’Oxford et auteur principal de la nouvelle étude, publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. « Aujourd’hui, nous venons d’obtenir un premier aperçu de la cascade, indiquant qu’Einstein avait raison. »

Le scientifique britannique et ses collègues se sont penchés sur l’un des deux trous noirs du système MAXI J1820+070, situé à environ 10 000 années-lumière de la Terre.

Après avoir modélisé minutieusement la lumière provenant de son disque d’accrétion, ils ont constaté que les simulations ne correspondaient étroitement aux données du télescope spatial à rayons X NuSTAR que lorsque la part de lumière émise par la matière située au niveau de sa « cascade » était prise en compte.

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De (très) vastes implications

Selon Greg Salvesen, du laboratoire national de Los Alamos, cette lumière supplémentaire pourrait non seulement contribuer à résoudre le problème de la rotation apparemment plus rapide des trous noirs par rapport aux prédictions théoriques, mais également éclairer la nature fondamentale de la gravité et de l’espace-temps.

« Ces cascades, situées juste à la lisière de l’horizon des évènements [au delà duquel les forces gravitationnelles sont si intenses qu’aucune matière ou lumière ne peut s’échapper], font partie des régions observables les plus extrêmes du cosmos », détaille le chercheur.

« Auparavant, nous pensions que tout ce qui franchissait cette limite n’aurait pas le temps de rayonner avant d’être avalé. »

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