Question des jeunes — La Terre risque-t-elle d’être dévorée par un trou noir?

Vous les avez vus dans des œuvres de science-fiction et dans la culture populaire : des trous noirs qui agissent comme des « aspirateurs cosmiques », avalant des planètes, des étoiles et divers débris, tout en semant la destruction.

Mais si un quelconque extraterrestre mal intentionné remplaçait la Lune par un trou noir ayant la même masse, croyez-le ou non, cela ne changerait pas grand-chose pour nous. La vie sur Terre poursuivrait son petit bonhomme de chemin.

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. L’ampleur de la force gravitationnelle qui s’exerce entre 2 objets ne dépend que de leur masse (une plus grande masse correspond à une plus grande force) et de la distance entre eux (plus la distance est petite, plus la force est grande). Par conséquent, le remplacement de notre Lune par un trou noir ayant la même masse n’augmenterait pas la force gravitationnelle. Cette lune-trou noir serait invisible, de sorte que nous serions privés de clair de lune, mais son effet gravitationnel sur la Terre serait le même que celui de la Lune, provoquant les marées telles que nous les connaissons.

Les trous noirs sont néanmoins parmi les objets les plus fascinants de l’univers. Voici ce que nous en savons jusqu’à maintenant : les trous noirs sont si denses, avec une telle masse comprimée dans un petit espace, qu’ils déforment à un degré extrême l’espace-temps qui les entoure. La Terre aussi déforme l’espace-temps (vous aussi d’ailleurs, mais d’une manière infinitésimale), mais les trous noirs le déforment au point que rien ne peut s’en échapper après y être entré — pas même la lumière, la chose la plus rapide et la plus « légère » qui existe dans l’univers. Le « point de non-retour » s’appelle l’horizon des événements du trou noir. Selon l’état actuel de nos connaissances, un photon qui traverse l’horizon des événements est perdu à tout jamais; la lumière ne peut traverser un trou noir ou être réfléchie par celui-ci. C’est pour cela que les trous noirs sont noirs. Vraiment, vraiment noirs.

N’importe quelle masse peut être transformée en trou noir si elle est suffisamment comprimée. Pour transformer la Lune en un trou noir, il faudrait la comprimer jusqu’à environ la taille d’un grain de sable. Nous croyons que les trous noirs se forment de plus d’une manière. L’un de ces mécanismes survient lorsqu’une étoile très massive épuise le carburant qui alimente la fusion nucléaire, et que la gravité supplante les autres forces au moment où le cœur de l’étoile s’effondre. Les trous noirs formés de cette manière s’appellent des trous noirs stellaires.

Il y a aussi des trous noirs supermassifs, qui (vous l’avez sans doute deviné) sont beaucoup plus gros, ayant une masse équivalant à des millions ou des milliards de fois celle de notre Soleil. Les astronomes ne sont pas certains de la manière dont ils sont formés, mais ils soupçonnent que cela pourrait être lié à la formation des galaxies, puisque les trous noirs supermassifs sont situés au centre de galaxies.

Enfin, on croit qu’il existe des trous noirs miniatures ou micro trous noirs (beaucoup plus petits que les trous noirs stellaires), mais on n’en a pas encore trouvé. Leur formation exigerait une pression externe, puisque leur masse est trop petite pour que la gravité seule puisse les créer. Comme l’univers primitif était très dense, les scientifiques pensent qu’il aurait pu donner lieu à la formation de ce type de trous noirs.

Certaines théories laissent entendre que des micro trous noirs pourraient se former à l’occasion de collisions de particules dans des accélérateurs tels que le Grand collisionneur de hadrons. De fait, beaucoup de gens avaient peur que le Grand collisionneur de hadrons puisse détruire le monde avec ces micro trous noirs. Nous savons déjà que les trous noirs n’ont aucun pouvoir particulier de succion, mais il y a une autre raison pour laquelle les trous noirs miniatures sont inoffensifs.

Le physicien Stephen Hawking a fait valoir que, grâce aux effets de mécanique quantique qui entrent en jeu aux échelles très petites, les trous noirs peuvent en réalité perdre de la masse dans un processus appelé rayonnement de Hawking. Il faudrait plus d’un million de milliards de milliards de milliards d’années (bien plus que l’âge de l’univers) pour qu’un trou noir stellaire ou supermassif perde toute sa masse par rayonnement de Hawking, mais les micro trous noirs (s’ils existent) s’évaporeraient presque instantanément.

Il y a encore beaucoup de choses à apprendre sur les trous noirs, et les scientifiques en découvrent davantage tous les jours. C’est certain que des expériences comme celle du télescope EHT (Event Horizon Telescope – Télescope Horizon des événements) nous éclaireront davantage sur ces fascinants objets sombres.