Le trou noir est un phénomène tellement étrange que les scientifiques qui ont avancé cette idée ont cru qu'en réalité ils ne pouvaient pas exister. Ils sont formés d'étoiles géantes brisées et leur masse est si dense que rien ne peut échapper à l'emprise de leur attraction gravitationnelle, y compris la lumière. Les trous noirs déforment l'espace-temps et les scientifiques se demandent constamment: à quoi pourraient-ils ressembler? Peut-être pourrons-nous les voir avec le télescope Event Horizon, mais en 1979, Jean-Pierre Lumine a créé la première "image", en utilisant uniquement l'ordinateur d'alors avec des cartes perforées, beaucoup de calculs mathématiques et de l'encre.
Le problème avec la représentation d'un trou noir est que, par définition, il ne peut pas émettre de lumière. Heureusement, de grands trous noirs se trouvent généralement à côté d'autres étoiles, en aspirant de la matière, ce que les astronomes peuvent remarquer. «Au fur et à mesure que [les gaz des étoiles] pénètrent dans le trou noir, il se réchauffe de plus en plus et finit par émettre des radiations. C'est une bonne source de lumière: les anneaux d'accrétion brillent, illuminant le trou noir central », écrit Lumine dans son blog.
Un trait distinctif d'un trou noir est sa frontière comme «horizon des événements», un point de non-retour pour la matière et la lumière. La matière à sa périphérie, aspirée des étoiles proches, forme un "disque d'accrétion", représenté dans Interstellar comme deux disques perpendiculaires brillants. Mais ce n'est qu'une illusion - il n'y a qu'un seul disque à l'équateur, mais la lumière est pliée en raison de l'extrême gravité du trou noir (lentille gravitationnelle).
Le dessin de Lumine représente deux autres phénomènes importants qui ne sont pas observés dans l'espace interstellaire. Le premier est le fait que l'énergie et la lumière sont plus fortes plus près du bord du trou noir et plus faibles à distance. L'autre est l'effet Doppler, provoqué par la rotation du disque d'accrétion, qui fait paraître la lumière plus brillante d'un côté, en fonction du sens de rotation. Dans l'image de Lumine, le disque d'accrétion tourne dans le sens antihoraire, de sorte que sa lumière s'approche de l'observateur par la gauche et s'éloigne de la droite, éclairant le côté gauche.
Tout cela fait que le trou noir devient beaucoup plus lumineux au centre et à gauche, comme le montre le dessin de Lumine, contrairement au trou noir Gargantua créé par l'équipe graphique d'Interstellar. «Une image réaliste doit montrer une forte asymétrie de la luminosité du disque, de sorte qu'un côté soit beaucoup plus lumineux et l'autre beaucoup plus sombre», dit-il.
Le résultat du travail du scientifique est l'image considérée comme la plus réaliste. Les modèles informatiques ultérieurs créés à la NASA montrent les mêmes éléments déterminants - un mince «anneau de photons» au centre, une lumière décalée Doppler et un double disque d'accrétion causé par la lentille gravitationnelle. Donc, pour un passionné de cartes perforées et d'encre, cela a plutôt bien fonctionné.
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Sergey Lukavsky
