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Les physiciens confirment enfin les prédictions surprenantes d’Einstein sur les trous noirs : ScienceAlert

Les physiciens confirment enfin les prédictions surprenantes d’Einstein sur les trous noirs : ScienceAlert

Les mécanismes détaillés par lesquels la matière tombe sur un trou noir depuis l’extérieur de l’horizon des événements ont été révélés dans un nouveau document de recherche.

Comme le prédit la théorie de la gravité d’Einstein, il arrive un moment où la matière cesse de tourner autour du trou noir et tombe tout droit, dépassant rapidement le point de non-retour.

Aujourd’hui, grâce aux données radiologiques d’un trou noir actif, nous avons enfin pu constater l’existence de cette « zone de subduction ».

« La théorie d’Einstein avait prédit cette récente baisse, mais c’est la première fois que nous sommes en mesure de prouver que cela s’est produit. » dit le physicien théoricien Andrew Mummery De l’Université d’Oxford au Royaume-Uni.

« Pensez-y comme à une rivière qui se transforme en cascade. Jusqu’à présent, nous regardions la rivière. C’est notre première vue d’une cascade. »

La matière qui pénètre dans un trou noir ne suit pas une ligne droite. Il tourbillonne, comme de l’eau tourbillonnante, s’élevant inexorablement dans les égouts. Ce n’est pas une analogie vaine : la comparaison est pertinente puisque les scientifiques utilisent de l’eau tourbillonnante pour étudier les environnements entourant les trous noirs.

Voie Lactée avec MAXI J1820+070 marqué d’une croix blanche. Encadré : Données Chandra montrant le trou noir clignotant en 2018. (NASA/CXC/Université de Paris/M. Espinasi et al./banstars)

Étudier les trous noirs eux-mêmes est un peu difficile, car l’espace-temps déformé qui les entoure est si extrême.

Mais il y a plusieurs décennies, les travaux théoriques d’Albert Einstein prédisaient que la matière, à une certaine distance d’un trou noir, ne serait plus capable de suivre une orbite circulaire stable et tomberait tout droit, comme l’eau au-dessus du bord de ce même drain.

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Il n’y a aucune raison de croire que ce n’est pas le cas – la matière doit traverser l’horizon des événements d’une manière ou d’une autre, et la théorie de la gravité d’Einstein a résisté à un examen minutieux dans tous les domaines – mais ce que les astrophysiciens ne sont pas sûrs, c’est si nous le ferons ou non. capable de le détecter.

Le travail de Mummery et de ses collègues comportait plusieurs parties. L’une de ces expériences consistait à développer des simulations et des modèles numériques permettant de visualiser la zone engloutie afin de révéler le type de lumière qu’elle émet. Ensuite, ils avaient besoin de preuves d’observation contenant la même émission dans les zones basses.

Le trou noir en question a été découvert dans un système situé à environ 10 000 années-lumière appelé MAXI J1820+070. Ce système contient un trou noir d’une masse d’environ 8,5 fois celle du Soleil – et une étoile compagnon binaire, dont le trou noir enlève la matière lorsque les deux objets tournent, se nourrissant par rafales. Il apparaît comme un flash à rayons X.

Les astronomes ont surveillé ce trou noir pour mieux comprendre son comportement, les chercheurs ont donc eu accès à des données de haute qualité obtenues à l’aide de rayons X. Nustar Et Le plus beau Instruments en orbite terrestre basse. Ils se sont notamment concentrés sur l’explosion survenue en 2018.

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Des études antérieures ont indiqué qu’une lueur supplémentaire était détectée dans les observations de cette explosion totalement inexplicable.

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une Etude 2020 Il a émis l’hypothèse que cette lueur pourrait provenir de l’orbite circulaire la plus interne, la zone de plongée. Mummery et ses collègues ont étudié cette lueur avec un soin particulier et ont constaté qu’elle correspondait à l’émission qu’ils avaient dérivée de leurs simulations.

Les chercheurs affirment que cela confirme enfin l’existence de la région en train de couler, sans aucun doute, nous donnant une nouvelle sonde du système gravitationnel intense dans la région située juste à l’extérieur de l’horizon des événements du trou noir.

« Ce qui est vraiment excitant, c’est qu’il existe de nombreux trous noirs dans la galaxie et que nous disposons désormais d’une nouvelle technique puissante à utiliser pour étudier les champs gravitationnels les plus puissants connus. » Maman dit.

« Nous pensons que cela représente un nouveau développement passionnant dans l’étude des trous noirs, nous permettant d’étudier cette dernière région qui les entoure.

Ce n’est qu’alors que nous pourrons pleinement comprendre la force de gravité. « Cette dernière goutte de plasma se produit au bord du trou noir et montre la réponse de la matière à la gravité la plus forte possible. »

La recherche a été publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.