Que cela fait-il de tomber dans un trou noir ? De nombreux contenus en ligne répondent à cette question. La Nasa apporte sa pierre à l’édifice, en publiant une vidéo à 360° d’un plongeon simulé dans la singularité. L’occasion de regarder ce qui se passe dans ce voyage sans retour, en toute sécurité.

C’est une expérience que l’humanité ne vivra vraisemblablement jamais, et ce n’est pas plus mal : « tomber » dans un trou noir, c’est se condamner à une fin funeste. La force gravitationnelle qui s’y exerce aura pour effet d’étirer le corps du malheureux — un phénomène appelé spaghettification. À la fin, vous ne seriez qu’un mince filet de molécules.

Il vaut donc mieux se tenir à bonne distance de l’horizon des événements. En effet, il constitue la surface autour du trou noir et un chemin sans retour. Une fois cette frontière passée, impossible d’échapper à la singularité. Même la lumière ne parviendra pas à s’en extirper. C’est pour cela que ces trous sont noirs. On ne peut pas les voir directement.

Ces caractéristiques implacables n’interdisent toutefois pas de procéder à un exercice de pensée pour imaginer ce qu’il se passerait si l’on entrait dans un trou noir. Il existe déjà des quantités d’articles et de vidéos sur le sujet. Le film Interstellar explore également cette problématique, en mettant en scène une humanité aux abois.

Plongée dans un trou noir avec une vidéo à 360°

C’est dans ce cadre que s’inscrit la contribution faite le 6 mai par l’agence spatiale américaine. La chaîne YouTube du centre de vol spatial Goddard a mis en ligne une vidéo qui propose une simulation de plongeon dans un trou noir. Une vidéo en 360° (cette fonctionnalité existe depuis presque dix ans sur la plateforme), pour orienter le point de vue de la caméra.

Une simulation qui n’a pas été faite sur un coin de table. Elle a mobilisé un superordinateur de la Nasa, appelé Discover. Ici, il a travaillé sur « un scénario dans lequel une caméra pénètre dans l’horizon des événements. » D’ordinaire, Discover travaille sur de la simulation climatique — les sciences de la Terre étant un axe de travail de la Nasa.

« Le projet a généré environ 10 téraoctets de données, soit l’équivalent d’environ la moitié du contenu texte estimé de la bibliothèque du Congrès », détaille Goddard. Il « a nécessité environ 5 jours de travail sur seulement 0,3 % des 129 000 processeurs de Discover. » Un PC portable classique le ferait en une décennie.

Le trou noir simulé ici est de la classe des trous noirs supermassifs, dont la masse équivaut à 4,3 millions de fois la masse du Soleil — étoile qui est aussi massive que 330 000 planètes Terre — et le Soleil représente à lui seul 99,86 % de la masse du système solaire. Cela donne une bonne idée du mastodonte. Mais il y a pire.

En temps réel, la caméra mettrait environ 3 heures à tomber dans l’horizon des évènements. Mais, explique la Nasa, « pour quiconque l’observerait de loin, elle n’y parviendrait jamais tout à fait. Alors que l’espace-temps se déforme de plus en plus à l’approche de l’horizon, l’image de la caméra ralentit et semble se figer juste avant l’horizon. »

Mais ce n’est qu’une impression. « Une fois que la caméra a franchi l’horizon, sa destruction par spaghettification n’est plus qu’à 12,8 secondes » de survenir. « À partir de là, la singularité n’est plus qu’à 128 000 kilomètres. Cette dernière étape du voyage s’achève en un clin d’œil », raconte l’agence spatiale américaine.

Discover
Le superordinateur Discover. // Source : NASA/Pat Izzo

Cette simulation, qui souffre de certaines limites (Goddard reconnaît qu’il ne tourne pas, « pour simplifier les calculs complexes »), offre au passage un point de comparaison avec Sagittarius A*. Derrière ce nom se cache en effet un trou noir, situé au centre de la Voie lactée, notre galaxie. Et Sagittarius A* a une masse de 4,3 millions de fois le Soleil.

Sagittarius A* avait recueilli une forte attention médiatique en 2022, quand il a été possible de produire le premier cliché montrant ce trou noir (mais il faut toutefois remonter à 2022 pour la première photo d’un trou noir). Cette image de 2022 qui a forcément suscité des questions, sur ce qu’on voit à l’écran ou sur la qualité du visuel.

La Nasa a publié une autre vidéo, plus longue, qui sert de guide pour saisir ce qu’il se passe dans la première — les explications sont en anglais, mais ne sont pas hors de portée. Pour celles et ceux qui ont vu Interstellar, cela rappellera quelques souvenirs, à défaut de pouvoir se rendre sur place — Sagittarius A* est éloigné de 26 673 années-lumière.

Dans quel trou noir vaut-il mieux tomber ?

Au passage, l’astrophysicien Jeremy Schnittman a répondu a une question qui vous brûle peut-être les lèvres : si je tombe dans un trou noir, mieux vaut-il tomber dans un petit modèle ou dans une version supermassive ? Sait-on jamais, pour le cas où l’humanité quitterait le Système solaire, ce qui n’est franchement pas gagné.

« Si vous avez le choix, vous voulez tomber dans un trou noir supermassif. Les trous noirs de masse stellaire, qui contiennent jusqu’à environ 30 masses solaires, possèdent des horizons des événements beaucoup plus petits et des forces de marée plus importantes, qui peuvent déchiqueter les objets approchants avant qu’ils n’atteignent l’horizon. »

(mise à jour pour corriger la tournure d’une phrase)

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