Tout tourne mal quand la gravité courbe la lumière autour de vous
Le point de vue de l'éditeur : Les trous noirs me fascinent. Personne ne sait ce qui se passe à l’intérieur de la gueule cosmique. Les mathématiques et la physique s'effondrent à mesure que nous nous rapprochons de la singularité, nous ne pouvons donc utiliser notre imagination que pour nous demander à quoi cela ressemble à l'intérieur, mais ce n'est pas grave. Le professeur Janna Levin, cosmologiste théorique et physicienne, a dit un jour : « Les trous noirs sont le paysage fantastique idéal sur lequel réaliser des expériences de pensée ciblant les vérités fondamentales sur le cosmos. »
Lundi, la NASA a publié une vidéo montrant ce qu'une caméra pourrait théoriquement capturer si elle s'enfonçait dans un trou noir (ci-dessous). Le clip rappelle les visualisations musicales Winamp des années 90 (et aujourd'hui). C'est un voyage trippant dans les mathématiques et la physique étranges d'un trou noir.
La vidéo commence par une approche pas si lointaine du trou noir, où l’on peut voir l’entité cosmique dans son intégralité et l’univers au-delà. Les gaz surchauffés forment un large anneau extérieur appelé disque d’accrétion. Le mince intérieur est l’anneau photonique. Même cet anneau mince comporte des couches composées d' »images déformées du disque de gaz superposé au fond du ciel ». Ces couches se poursuivent tandis que les photons tournent autour de l'horizon des événements une ou plusieurs fois avant d'atteindre la caméra.
Dans la vidéo, vous pouvez voir tout l’univers d’arrière-plan brisé entre les couches. Cependant, à mesure que la caméra traverse l'horizon des événements, le « ciel » se déplace et semble rétrécir à mesure que la caméra se déplace de plus en plus vite.
Au fur et à mesure que la caméra se déplace de l'espace vers le disque d'accrétion, puis vers l'anneau de photons, l'horizon des événements et enfin la singularité, elle accélère de plus en plus vite jusqu'à ce qu'elle doive être ralentie pour voir ce qui se passe. L'accélération de la caméra devient exponentielle à mesure qu'elle se déplace à travers le disque d'accrétion vers l'horizon des événements sur une orbite en décroissance rapide. Après avoir franchi le point de non-retour, il ne faut que quelques microsecondes avant que le trou ne détruise la caméra dans un processus que les physiciens appellent la spaghettification.
La spaghettification se produit lorsque la partie d'un objet la plus proche d'un trou noir subit une force gravitationnelle croissante de façon exponentielle plus rapidement que la partie la plus éloignée. Il s'agit essentiellement d'étirer et d'écraser les objets en structures longues et fines ressemblant à des spaghettis, d'où son nom hautement technique.
La NASA a réalisé la simulation à l'aide du supercalculateur Discover du Goddard Space Flight Center. Il n'a fallu que cinq jours pour effectuer le rendu de la simulation en utilisant seulement 0,3 % de la puissance de traitement de Discover. À titre de perspective, le rendu sur un ordinateur portable classique aurait pris plus d’une décennie. Assurez-vous de regarder la vidéo jusqu'à la fin, car la NASA explique tout mieux que moi.
