Que se passerait-il si la Terre tombait dans un trou noir ?

Les trous noirs sont depuis longtemps une source d’excitation et d’intrigue. Et l’intérêt pour les trous noirs à ondes gravitationnelles va certainement croître maintenant qu’ils ont été découverts. Et l’intérêt pour les trous noirs à ondes gravitationnelles va certainement croître maintenant qu’ils ont été découverts. La plupart des questions que l’on me pose portent sur le degré de “véracité” de la science-fiction concernant les trous noirs et sur l’existence ou non de trous de vers, comme ceux que l’on voit dans Stargate.

Mais invariablement, la question qui revient le plus souvent est celle de la manière effroyable dont les trous noirs pourraient théoriquement affecter les êtres humains et la Terre elle-même. Trois propriétés des trous noirs sont (en principe) mesurables : leur masse, leur rotation (ou moment angulaire) et leur charge électronique globale.

En effet, ce sont les trois seuls paramètres qu’un observateur extérieur peut connaître, car toute autre information sur ce qui entre dans la composition d’un trou noir est perdue. C’est ce qu’on appelle le “théorème de l’absence de cheveux “. En d’autres termes, quel que soit le degré de complexité de l’objet que vous jetez dans un trou noir, il sera réduit (ou rasé) à sa masse, sa charge et son spin.

Parmi ces paramètres, la masse est sans doute le plus important. La définition même d’un trou noir est que sa masse est concentrée dans un volume infiniment petit – la “singularité”. C’est la masse du trou noir, et les énormes forces gravitationnelles qu’elle génère, qui causent les “dégâts” aux objets voisins.

Les spaghettis de l’espace

L’un des effets les plus connus d’un trou noir proche porte le nom imagé de “spaghettification”. En bref, si vous vous approchez trop près d’un trou noir, vous vous étirez, comme des spaghettis.

Cet effet est dû à un gradient de gravitation à travers votre corps. Imaginez que vous vous dirigez les pieds en premier vers un trou noir. Comme vos pieds sont physiquement plus proches du trou noir, ils ressentiront une plus forte attraction gravitationnelle que votre tête. Pire encore, vos bras, du fait qu’ils ne sont pas au centre de votre corps, seront attirés dans une direction (vecteur) légèrement différente de celle de votre tête.

Ainsi, les parties du corps situées sur les bords seront ramenées vers l’intérieur. Le résultat net est non seulement un allongement du corps dans son ensemble, mais aussi un amincissement (ou une compression) au milieu. Par conséquent, votre corps ou tout autre objet, comme la Terre, commencera à ressembler à des spaghettis bien avant d’atteindre le centre du trou noir.

Le moment exact où ces forces deviennent trop lourdes à supporter dépend essentiellement de la masse du trou noir. Dans le cas d’un trou noir “ordinaire” résultant de l’effondrement d’une étoile de masse élevée, ce point pourrait se situer à plusieurs centaines de kilomètres de l’horizon des événements, c’est-à-dire le point au-delà duquel aucune information ne peut s’échapper d’un trou noir.

En revanche, dans le cas d’un trou noir supermassif, tel que celui que l’on pense résider au centre de notre galaxie, un objet pourrait facilement s’enfoncer sous l’horizon des événements avant de devenir des spaghettis, à une distance de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres de son centre. Pour un observateur éloigné, situé à l’extérieur de l’horizon des événements du trou noir, il semblerait que nous ralentissions progressivement, puis que nous disparaissions au fil du temps.

Mauvaises nouvelles pour la Terre

Que se passerait-il, hypothétiquement, si un trou noir surgissait de nulle part à côté de la Terre ? Les mêmes effets gravitationnels qui ont produit la spaghettification commenceraient à faire effet ici. Le bord de la Terre le plus proche du trou noir ressentirait une force beaucoup plus forte que le côté éloigné. Ainsi, le destin de la planète entière serait à portée de main. Nous serions séparés.

De même, nous pourrions ne même pas remarquer si un trou noir vraiment supermassif nous avalait sous son horizon événementiel, car tout semblerait redevenir comme avant, du moins pendant une petite période de temps. Dans ce cas, il pourrait s’écouler un certain temps avant que la catastrophe ne survienne. Mais ne perdez pas trop le sommeil, il faudrait que nous soyons malchanceux pour “percuter” un trou noir – et nous pourrions de toute façon continuer à vivre holographiquement après le crunch.

Attention aux radiations

Il est intéressant de noter que les trous noirs ne sont pas nécessairement noirs. Les quasars – objets situés au cœur de galaxies lointaines alimentés par des trous noirs – sont extrêmement brillants. Ils peuvent facilement éclipser le reste de leur galaxie hôte combinée. Ce rayonnement est généré lorsque le trou noir se nourrit de matière nouvelle. Pour être clair : cette matière se trouve encore en dehors de l’horizon des événements, ce qui explique pourquoi nous pouvons encore la voir.

Sous l’horizon des événements, rien, pas même la lumière, ne peut s’échapper. Quand toute la matière s’accumule après le festin, elle brille. C’est cette lueur que l’on voit quand les observateurs regardent les quasars.

Mais c’est un problème pour tout ce qui est en orbite (ou à proximité) d’un trou noir, car il est très chaud. Bien avant que nous soyons spaghettis, la puissance même de ce rayonnement nous ferait griller.

La vie autour d’un trou noir

Pour ceux qui ont regardé le film Interstellar de Christopher Nolan, la perspective d’une planète orbitant autour d’un trou noir peut être attrayante. Pour que la vie se développe, il faut une source d’énergie ou une différence de température. Et un trou noir peut être cette source.

Il y a un hic, cependant. Le trou noir doit avoir cessé de se nourrir de matière, sinon il émettra trop de radiations pour permettre la vie sur les mondes voisins.

Ce à quoi la vie ressemblerait sur un tel monde (en supposant qu’il ne soit pas trop proche pour être spaghetti, bien sûr) est une autre question. La quantité d’énergie reçue par la planète serait probablement minuscule par rapport à ce que la Terre reçoit du Soleil.

Et l’environnement global d’une telle planète pourrait être tout aussi bizarre. En effet, lors de la création d’Interstellar, Kip Thorne a été consulté pour s’assurer de l’exactitude de la représentation du trou noir présenté. Ces facteurs n’excluent pas la vie, ils en font simplement une perspective difficile et il est très difficile de prévoir les formes qu’elle pourrait prendre.