Mise à jour 24 Sept 2022.
CONFÉRENCE MENSUELLE
DE LA SAF
De Nathalie DERUELLE
Astrophysicienne APC
LES TROUS NOIRS, 1915-2022 DE LA FICTION À LA RÉALITÉ.
Organisée par la
SAF
En présence du
public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF
Le Mercredi 14
Septembre 2022 à 19H00
Photos : JPM pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution
peuvent m'être
demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir
les crédits des autres photos si nécessaire
La présentation est disponible sur
ma liaison ftp , rentrer le mot de passe, puis CONFÉRENCES SAF ensuite
SAISON 2022/2023 ; elle s’appelle : Deruelle-conf
SAF-TN.pdf
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant..
La vidéo de la réunion est accessible :
https://www.youtube.com/watch?v=9dCVISlcbJo&ab_channel=Soci%C3%A9t%C3%A9AstronomiquedeFrance
En plus des spectateurs de l’amphi, nous étions
110 sur YouTube.
Tous les autres enregistrements des conférences mensuelles sont
accessibles sur la
chaine
YouTube SAF.
La présentation étant très claire et très détaillée, mon CR sera
succinct.
Votre
serviteur et Nathalie Deruelle, astrophysicienne, spécialisée sur la relativité
générale, qu’elle a enseignée à Normale Sup et à l’X.
Elle a travaillé avec Thibault Damour de l’IHES notamment sur les
ondes gravitationnelles.
Elle commence sa conférence en évoquant le compte rendu de la
séance de la Société Astronomique de France du
5 Avril 1922 à laquelle
Einstein assistait.
Vous trouverez le
compte rendu ICI et sur les pages suivantes.
Il est intéressant de noter les personnalités qui ont assistées à
cette séance amphithéâtre Richelieu à la Sorbonne. Trop petit d’ailleurs pour
accueillir le nombreux public.
Notamment :
·
Le professeur Albert Einstein auteur de la RG
·
Paul Langevin professeur au collège de France
·
J Baillaud astronome Obs de Paris
·
H Chrétien institut d’optique
·
F Quénisset
astronome Obs de Juvisy, assistant de C Flammarion.
·
Etc..
Bref que du beau monde !
À cette occasion Quénisset présente ses photos de l’éclipse du 28
mars 1922.
Il évoque la prochaine en Australie le 21 sept, où il nous
informe que Mr Einstein devrait s’y rendre (Ile Christmas) ; sa théorie devrait
encore une fois y ^être confirmée.
Finalement
Albert Einstein prononce quelques mots sur les applications astronomiques de la
Relativité. Mr Langevin y apporte quelques commentaires. La séance se termine
ainsi.
Bravo encore à la SAF d’avoir déjà pu réunir autant d’importantes
personnalités.
Langevin et Einstein en 1922.
Crédit : Centre de ressources historiques de l’ESPCI
LA LENTE
ÉMERGENCE D’UN CONCEPT.
Einstein
fonde une nouvelle théorie et établit
une équation qui relie la partie gauche de celle-ci (G), la courbure de
l’espace-temps et la densité de matière/énergie (la partie droite T). La
géométrie n’est plus euclidienne !
Einstein publie sa théorie en Nov 2015 et moins de 3 semaines
plus tard, Karl
Schwarzschild, mathématicien Allemand, réussit tout en étant sur le front
russe à trouver une solution aux équations d’Einstein dans un cas particulier.
Ils trouvent que quand on s’approche de certains objets compacts,
le temps s’arrête.
Heureusement la plupart des étoiles ne possèdent pas une telle
masse concentrée
Les deux doutent de l’existence de ce genre d’objets.
Les mathématiciens s’intéressent aux trajectoires vers de tels
objets compacts.
Plus on s’approche, plus les rayons sont déviés, mais il arrive
un moment où ces rayons sont déviés plus que très fortement.
La lumière « tourne en rond », c’est
l’anneau de lumière. On ne voit plus de lumière, mais seulement une tache
noire.
Ceci était imaginé depuis 1921 !!
On commence à détecter des étoiles qui s’effondrent (étoiles à
neutrons).
Le rayon de l’étoile s’approche de ce que l’on va appeler le
rayon de
Schwarzschild.
(Article de R Oppenheimer de 1939).
C’est la naissance du concept de TN. C’est John Wheeler qui
donnera le nom de trou noir à la fin des années 1960.
Suite à cet article de J Wheeler, notre conférencière (à l’époque
en DEA) décida d’aller passer un an à Princeton dans l’équipe de J Wheeler.
LES TN,
OBJETS CONCRETS DE LA RÉALITÉ PHYSIQUE.
Les trous
noirs stellaires.
C’est en 1972 qu’un satellite X découvrit un candidat trou noir :
Cygnus X1. On avait observé des rayons X qui tournaient autour d’un objet
central. Cet objet avait une masse de 9 masses solaires ! Ce ne pouvait être
qu’un TN.
Ces TN stellaires vont être le point de départ d’une découverte
fondamentale en ce début de XXIème siècle : les ondes gravitationnelles (OG).
Ces OG ont été détectées pour la première fois grace au détecteur
LIGO en Septembre 2015.
Elles correspondent à la fusion de deux trous noirs il y a un
milliard et demi d’années.
Prix Nobel 2017 à cette occasion : Weiss/Barish/Thorne.
Médaille d’or du CNRS 2017 à Alain Brillet et Thibault Damour
pour leur participation à Virgo et aux OG.
Depuis de nombreuses détections d’OG ont lieu dans les divers
détecteurs d’OG de par le monde.
LES
QUASARS TN AU CŒUR DES NOYAUX ACTIFS DE GALAXIE.
Ce sont des TN au cœur des quasars, ils sont très massifs :
milliards de masses solaires.
Ils sont très loin aux confins de l’Univers. Ils sont aussi très
lumineux, des centaines de fois la luminosité d’une galaxie !!
Découverts par Maarten Schmidt en 1963 et expliqués par Donald
Lynden-Belle en 1969.
LES TROUS
NOIRS SUPERMASSIFS AU CŒUR DE CHAQUE GALAXIE.
On sait qu’il y en a un au cœur de notre galaxie, c’est Sag A*,
on connait les trajectoires d’étoiles proches de ce celui-ci, ce qui nous permet
de déterminer sa masse : 4,3 millions de masses solaires !
Une partie
du Prix Nobel de physique en 2020 pour Rheinhard Genzel (VLT) et Andrea Ghez
(Keck) pour leur travail sur ce TN supermassif.
On voit ici une partie de l’orbite de l’étoile la
plus proche du centre
(S2).
Vous connaissez tous
le film de la danse des étoiles proches de ce TN, je le répète à chaque
fois, ce n’est pas une simulation mais l’évolution sur une douzaine d’années des
étoiles autour du centre de notre galaxie.
L’autre partie du Prix
Nobel 2020 attribuée à Roger Penrose pour sa théorie sur la formation des TN
comme conséquence de la théorie de la RG.
VOIR LES
TROUS NOIRS.
C’est en 1979 que JP
Luminet effectue une simulation de la visualisation d’un TN. (Crédit JP Luminet)
40 ans plus tard grace à un télescope interférométrique de taille
mondiale (EHT), on a réussi à donner une image de notre TN, il fait 4 millions
de masses solaires et est situé à 27.000 al de nous.
Pour les vrais TN photographiés, voir les références plus basses.
Ces derniers temps, la
NASA fait beaucoup d’efforts pour rendre les Trous Noirs accessibles au grand
public,
avec notamment la diffusion d’une animation réaliste d’un survol autour d’un TN.
Illustration : NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman
Merci à Nathalie Deruelle pour cette superbe présentation.
POUR ALLER PLUS LOIN :
L’Univers
selon Stephen Hawking conf de JP Luminet à la SAF
Les trous noirs géants par S Collin Obs de Paris le 19 Janvier 2005 SAF
Voyage autour d’un TN : CR de la conférence d’Alain Riazuelo à l’IAP du 3
Janv 2012. (20/01/2012)
Les trous noirs massifs et l’astro gamma : CR de la conf SAF d’H. Sol du 12
Mai 2021. (26/05/2021)
Les ondes gravitationnelles : Plus de détails sur la découverte
récente. (23/02/2016)
Première détection directe des ondes gravitationnelles par Nicolas Arnaud du
LAL et d’IN2P3 (18/04/2016)
Les Trous Noirs en astro : CR de la conf débat de l’Acad. Des Sciences du 13
Février 2018 (03/03/2018)
Trou noir : La première vraie « image » d’un trou noir
supermassif ! (16/04/2019)
Trou noir : Celui de M 87 en HD ! (10/04/2021)
Trou noir : Qui y-at-il derrière un trou noir ??? (13/08/2021)
Trou noir : Les étoiles qui tournent autour du nôtre ! (01/01/2022)
Trou noir : C’est le nôtre cette fois-ci ! (16/06/2022)
Bon ciel à tous
Prochaine conférence SAF
devant public :
Le mercredi 12 Oct 2022 à 19H00 au CNAM (Exceptionnellement amphi R Faure 175
pl)
« Le Soleil, la Terre
et la mission Solar Orbiter » par Etienne Pariat, LPP École Polytechnique
. Réservation
comme d’habitude ou
à la SAF directement.
À PARTIR DU 15 SEPT
SEULEMENT
Transmission en direct
sur le canal YouTube de la SAF
Sinon à suivre en
direct :
https://youtu.be/dEYzUxHXLIg
Rappel / samedi 1er Octobre 15h au siège, réunion de
la commission de cosmologie sur :
L'AUBE
COSMIQUE ET L'ÉPOQUE DE RÉIONISATION
Par Dominique AUBERT Obs de Strasbourg, professeur
d'astrophysique
Les premiers astres lumineux sont apparus quelques centaines de
millions d’années après le Big-Bang provoquant une des grandes transitions
cosmologiques, la Réionisation. Ce processus trouve son origine dans le
rayonnement produit par ces toutes premières structures et a conduit à
transformer l’intégralité du gaz cosmique d’un état froid et neutre à celui qui
est le sien aujourd’hui, chaud et ionisé.
L’état actuel des connaissances sur la Réionisation, ainsi que
des moyens/méthodes/techniques sera présenté.
Jean Pierre
Martin
Abonnez-vous aux astronews du site en envoyant votre e-mail.
