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Un trou noir est une chose très étrange. Reste d'une vieille étoile, il a une masse mais pas d'atomes. La matière dont il est fait est si dense qu'elle déforme l'espace et le temps; aucune matière ordinaire ne peut échapper à son énorme attraction gravitationnelle, pas même la lumière. Parce que vous ne pouvez pas voir un trou noir directement, les scientifiques ne peuvent l'observer que par leurs effets sur les étoiles proches.
Étoile mourante
Les trous noirs commencent par de grandes étoiles environ 20 fois plus grandes que le soleil. Les étoiles sont composées de matières normales - atomes d'hydrogène, d'hélium et d'autres éléments - et ont une masse équivalente à plusieurs centaines de milliers de Terre. Toute cette masse produit des forces gravitationnelles gigantesques qui veulent écraser les atomes. Au cours de la vie de l’étoile, cependant, l’énergie qu’elle produit pousse vers l’extérieur avec suffisamment de force pour contrebalancer la gravité. Lorsque l’étoile manque de carburant, elle se transforme en une supernova, laissant un noyau mort dans un nuage de gaz et de poussière. Si le noyau fait plus de 2,5 fois la masse du soleil, sa gravité géante serre ses atomes jusqu'à ce que toute la matière ait une taille nulle. Bizarrement, la masse est toujours là, formant le centre d’un nouveau trou noir.
Densité Infinie
Toute matière a une densité définie comme la masse d’un objet divisée par son volume; les substances qui ont la même masse dans une taille plus petite ont une plus grande densité. Pour donner quelques exemples, l'eau a une densité de 1 gramme par centimètre cube et l'osmium, l'élément le plus dense, pèse 22,6 grammes par centimètre cube. Les restes stellaires, tels que les étoiles à neutrons, sont extrêmement denses et pèsent des millions de tonnes par centimètre cube. Ces étoiles ne sont pas composées d'atomes mais de particules telles que des électrons et des neutrons; la pression de la gravité est trop élevée pour que des atomes puissent exister. Un trou noir va plus loin, écrasant même les neutrons; sa densité est infinie.
Vitesse d'échappement
Chaque étoile, chaque planète et chaque lune ont une vitesse de sortie qu'une fusée doit atteindre pour s’éloigner de la gravité de l’objet. Plus la gravité est forte, plus la fusée doit aller vite. La vitesse de sortie de la Terre étant d’environ 40 233,6 kilomètres à l’heure (25 000 mi / h), tout lancement de sonde spatiale doit donc être plus rapide que cette vitesse pour que sa mission soit accomplie. La vitesse de sortie d'un trou noir est supérieure à la vitesse de la lumière: 299 792 kilomètres par seconde ou 186 000 milles par seconde.
Rayon de Schwarzchild
Un trou noir, une épingle dans l’espace d’une masse supérieure à celle du soleil, est difficile à décrire en termes ordinaires. Mais les trous noirs ont des caractéristiques déterminantes, y compris le rayon de Schwarzchild. Si vous approchez d'un trou noir dans un vaisseau spatial, vous commencez à sentir le poids de sa gravité. À mesure que vous vous aventurez plus près, les roquettes de votre vaisseau spatial doivent redoubler d'efforts pour vous empêcher de tomber. Une fois que vous atteignez le rayon de Schwarzchild, à une distance du centre du trou noir déterminé par sa masse, aucune roquette, quelle que soit sa puissance, ne puisse s'échapper. Tout ce qui est malchanceux pour franchir cette ligne imaginaire tombe dans le trou noir, lumière comprise.