Les débats de l’astronomie : composition de l’univers et trous noirs

Au cours de cette conférence du Bureau des longitudes, l’astrophysicien Guy Monnet expose les nouvelles connaissances des chercheurs en matière de trous noirs dans l’univers. Il développe dans une première partie la « recette d’un univers réussi ».

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L’univers se développe dans un espace qui s’étire. C’est la fameuse théorie de la relativité : E = mc².
De ce fait, les télescopes qui nous permettent de voir toujours plus loin, nous permettent également de reculer toujours un peu plus dans le temps, jusqu’à revenir aux prémices du big-bang.

Ainsi, Guy Monnet estime que la période de l’univers qui s’étendait de 1 seconde à 300 000 ans fut assez simple. « A cette époque, l’univers ressemblait certainement à l’intérieur d’une bombe H, constitué d’un tube à néon, avec un plasma à l’intérieur, des atomes d’hydrogènes des électrons et un rayonnement piégés entre ses composants ».


Si nous savons que la Terre est ronde, qu’en est-il de l’univers ? Est-il sphérique, plat, hyperbolique ?
Pour la plupart des scientifiques, il est PLAT. La réponse a été apportée à partir de mesures géographiques.

En 1935, on s’est aperçu que l’univers contenait une quantité importante de matière que l’on ne voyait pas. Pour faire de l’univers il faut donc :
- de la matière noire
- un amas de galaxies. Comme l’amas est dense, cela fait l’effet d’une loupe gravitationnelle. Les images vus par les télescopes prennent alors la forme de petits arcs.

Un amas contient 50 à 100 fois plus de masse, composé d’une matière qu’on ne voit pas, froide (c’est à dire composé de matière lourde).


Résumons : l’univers est plat, composé à 74% d’énergie noire, de 22 % de matière noire et de 4% de baryons. On ne dispose actuellement d’aucun résultat probant sur la composition de l’énergie noire, on ne sait de quoi est composée la matière noire, et les baryons ne devraient pas exister. Finalement, nous ne savons pas grand chose !

Le satellite Planck prévu en 2009-2010 devrait réaliser des premières mesures en la matière. Quant au collisionneur à hautes particules du CERN, il devrait également apporter des éléments de réponse.
D’autres satellites français et italiens devraient permettre de mesurer la forme et la vitesse d’un milliard de galaxies, des informations nécessaires pour espérer en savoir plus sur l’énergie noire.

Les trous noirs

Les trous noirs sont comme des « cadavres d’étoiles immenses ». Ils sont si massifs qu'ils absorbent tout, même la lumière. Invisibles pour nous (et c’est ce qui leur vaut ce nom), tout ce qui entre dans un trou noir est énormément compacté. Si la terre entrait dans un trou noir, celle-ci deviendrait grosse comme une bille de deux centimètres de diamètre.
Autour du trou noir se forme un disque d’accrétion. C’est la matière qui est attirée par le trou noir en décrivant une trajectoire spirale. La structure de ce disque d’accrétion ainsi que sa distance au trou noir demeurent théoriques de nos jours parce que la résolution des images satellite reste trop faible pour les observer de façon satisfaisante. Toutefois les observations suggèrent qu’il correspondrait à une rotation autour d’une masse ponctuelle selon les lois de Kepler.

Astrophysicien, Guy Monnet a été directeur des observatoires de Lyon, Marseille, Hawaï ainsi qu’au Chili. Aujourd’hui à l’ESO (European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere) il défend de nombreux projets dont les grands télescopes
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