Prix Nobel de physique pour l'explication et la découverte des trous noirs

2020/10/06 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Roger Penrose, Reinhard Genzel et Andrea Ghez. Ed. Fondation Nobel

L'Académie royale suédoise des sciences récompensera avec les prix Nobel de physique les auteurs des deux découvertes qui ont été clés pour démêler les secrets des trous noirs. D'une part, Roger Penros recevra la moitié du prix pour montrer que la théorie générale de la relativité prédit la création de trous noirs, et d'autre part, Reinhard Genzec et Andrea Gheze recevront l'autre moitié pour trouver un objet supermassif compact au centre de notre galaxie.

Il sera la quatrième femme à recevoir le prix Nobel de physique de Guez. Il a été précédé par Marie Curie (1903), Maria Goeppert-Mayer (1963) et Donna Strickland (2018), et jamais complètement. En revanche, 207 hommes ont été récompensés dans cette catégorie, dont 47 individuellement.

Trous noirs conséquence de la théorie générale de la relativité

L'année dernière, l'astrophysique a été le domaine récompensé dans la catégorie de physique, en particulier la reconnaissance à ceux qui ont découvert les premières exoplanètes et ont expliqué l'évolution de l'univers. Une fois de plus, le prix est retourné à l'astrophysique, mettant en vedette les trous noirs. La Fondation Nobel a souligné qu'Albert Einstein ne savait pas qu'il existait des trous noirs. En Janvier 1965, dix ans après la mort d'Einstein, le mathématicien Roger Penrose (Université Oxford) a montré que les trous noirs sont une conséquence directe de la théorie générale de la relativité par des méthodes mathématiques. Ce travail reste considéré comme l'une des contributions les plus importantes à la théorie générale de la relativité.

En fait, les trous noirs sont l'une des conclusions les plus singulières de la théorie générale de la relativité. Crochet a profité du concept de surface piégée pour expliquer la nature des trous noirs. Sur une surface piégée, tous les rayons sont dirigés vers un centre même si la surface est inclinée vers l'extérieur ou vers l'intérieur. En utilisant des surfaces piégées, Penrose a pu vérifier qu'un trou noir conserve toujours une singularité, une limite de temps et d'espace. Sa densité est infinie et jusqu'à présent il n'y a pas de théorie pour expliquer ce phénomène étrange à travers la physique.

Les concepts mathématiques développés par Penros ont été fondamentaux pour l'étude des trous noirs et de l'univers.

Un objet supermassif compact au centre de la galaxie

Reinhard Genzec (Institut Max Planc et Université de Californie, Berckley) et Andrea Gheze (Université de Californie) dirigent séparément des équipes de recherche du centre de notre galaxie.

Depuis 1990, il s'est concentré sur la zone du Sagittaire A*. Guidés par les orbites des étoiles, de fortes preuves ont été recueillies qu'il cache un objet supermassif compact. Et la seule explication possible est qu'il s'agit d'un trou noir.

Depuis plus de 50 ans, les physiciens ont cru qu'au centre de la Voie lactée il y a un trou noir. Cependant, ils n'obtenaient pas une explication cohérente. À partir de 1990, cependant, les télescopes géants et les instruments avancés ont permis une meilleure étude du Sagittarius A*. Genzec et Ghezi ont affiné des outils et des techniques pour réaliser des études à long terme.

L'équipe Genzelen a d'abord utilisé NTT (New Technology Telescope) puis VLT (Very Large Telescope), toutes deux au Chili. Ghezena a utilisé l'observatoire de Keck (Hawaii). Pendant 30 ans, ils ont observé le centre de notre galaxie et les deux sont parvenus à la même conclusion : le trou noir au centre de la galaxie a 4 millions de masse supérieure au soleil et se trouve dans une zone de taille de notre système solaire. Maintenant, grâce à Event Horizon Telescope, qui a reçu la première image d'un trou noir, ils espèrent le connaître encore mieux.