Si vous cherchez ” trou noir ” sur Google Image, vous serez submergé par des images incroyablement belles, choquantes et impressionnantes qui ne font que suggérer l’ampleur de ces insondables géants de la bande dessinée.
Mais la triste vérité est qu’il ne s’agit que de jolies images représentant nos meilleures hypothèses sur la nature des trous noirs, car la lumière elle-même ne peut s’échapper une fois qu’elle a dépassé l’horizon des événements. Si l’on ajoute à cela le fait que les trous noirs sont incroyablement éloignés de la Terre, ils sont presque entièrement invisibles pour nous.
Heureusement, les physiciens ne sont pas du genre à baisser les bras simplement parce qu’il leur manque quelques photons. Une équipe du MIT et de Harvard a mis au point un nouvel algorithme qui pourrait les aider à produire la première image réelle d’un trou noir.
“Un trou noir est très, très loin et très compact”, explique la chercheuse principale et étudiante diplômée du MIT, Katie Bouman, la Lune, mais avec un radiotélescope. “Prendre une photo du trou noir au centre de la Voie lactée équivaut à prendre l’image d’un pamplemousse sur la Lune
“Pour imager quelque chose d’aussi petit, cela signifie que nous aurions besoin d’un télescope de 10 000 kilomètres de diamètre, ce qui n’est pas pratique, car le diamètre de la Terre ne fait même pas 13 000 kilomètres.”
Prenez une seconde pour laisser pénétrer cette idée. Nous avons besoin d’un télescope plus grand que la TERRE pour voir ces choses comme nous voyons les autres planètes et les étoiles… C’est clairement l’heure du plan B.
Le plan B est un algorithme qui assemble les données recueillies par des radiotélescopes placés tout autour du globe pour créer une image cohérente d’un trou noir – un projet connu sous le nom de télescope Event Horizon.
Pourquoi des radiotélescopes ? Nous savons que les trous noirs n’émettent pas de lumière visible comme les étoiles et les astéroïdes, mais nous pourrions utiliser les signaux d’ondes radio pour nous faire une idée de ce à quoi ressemblent les trous noirs, et ces signaux ont l’avantage de ne pas être mélangés à la poussière spatiale.
“Les longueurs d’onde radio présentent de nombreux avantages”, explique M. Bouman. “Tout comme les fréquences radio traversent les murs, elles percent la poussière galactique. Nous ne pourrions jamais voir le centre de notre galaxie avec des longueurs d’onde visibles, car il y a trop de choses entre les deux.”
L’inconvénient de l’utilisation des radiotélescopes est que, en raison de leurs grandes longueurs d’onde, ils nécessitent d’énormes antennes paraboliques, comme l’explique Larry Hardesty pour MIT News :
“La plus grande antenne parabolique du monde a un diamètre de 304 mètres, mais l’image de la Lune qu’elle produit, par exemple, est plus floue que celle d’un télescope optique ordinaire.”
Au lieu de construire un radiotélescope de la taille de la Terre pour voir un trou noir, nous allons transformer la Terre elle-même en une antenne parabolique géante de radiotélescope, en reliant autant de radiotélescopes que possible, puis en comblant les lacunes dans les connaissances avec beaucoup de mathématiques très intelligentes. Science, ILU.
Mme Bouman et son équipe ont jusqu’à présent obtenu l’adhésion de six observatoires du monde entier au projet Event Horizon Telescope, et ils espèrent obtenir la confirmation d’autres observatoires dans les semaines à venir.
L’objectif est de faire en sorte que ces télescopes se concentrent sur le trou noir situé au centre de notre Voie lactée, appelé Sagittarius A, en filtrant le plus de “bruit” possible. À l’aide des données recueillies, Bouman et son équipe commenceront à construire la première image directe d’un trou noir.
En même temps, le nouvel algorithme de Bouman, appelé CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors), sera appliqué aux données partagées par les télescopes, afin de faire une “supposition” éclairée dans les endroits auxquels les télescopes ne peuvent pas accéder.
Il utilise pour cela la même technique que celle utilisée par les physiciens pour détecter les trous noirs dans notre galaxie et au-delà.
“Pour détecter les trous noirs aujourd’hui, les observatoires alimentés par ordinateur recherchent et enregistrent les points lumineux qui sont émis lorsqu’un trou noir, par exemple, mange le plasma d’une étoile”, explique Sarah Kramer pour Tech Insider.
“Le nouveau modèle utilisera ces données sur les trous noirs connus pour identifier des modèles communs parmi ces objets énigmatiques. Ensuite, le logiciel “apprendra” ces modèles et les utilisera pour prédire ce qui apparaît dans les zones que nous ne pouvons pas voir avec les radiotélescopes.”
L’équipe devrait présenter son plan le 27 juin, lors de la conférence sur la vision par ordinateur et la reconnaissance des formes, à Las Vegas. À partir de ce moment-là, d’autres chercheurs auront la possibilité d’examiner leurs calculs et de déterminer si tout cela est bien fondé. Si leurs hypothèses sont correctes, nous pourrions bien voir la toute première image directe d’un trou noir l’année prochaine.
Nous sommes vraiment impatients.