Aucune lumière et aucune matière ne s’en échappe. Les trous noirs font partie des secrets les mieux gardés de l’Univers. Mardi 6 octobre, l’Académie royale des sciences de Suède a décerné le prix Nobel de physique 2020 à trois chercheurs qui ont étudié ces objets célestes : le mathématicien britannique Roger Penrose, l’astronome allemand Reinhard Genzel et l’astronome américaine Andrea Ghez, quatrième femme dans l’histoire à obtenir la récompense dans cette catégorie.
Roger Penrose a éclairé la “singularité” des trous noirs
“Roger Penrose a utilisé des méthodes mathématiques ingénieuses pour prouver que les trous noirs sont une conséquence directe de la théorie générale de la relativité d'Albert Einstein, salue l’académie suédoise dans un communiqué. Einstein lui-même ne croyait pas que les trous noirs existent vraiment, ces monstres super-lourds qui capturent tout ce qui y pénètre.”
En 1965, les travaux de Roger Penrose permettent de mieux comprendre les trous noirs et leur “singularité”, le terme utilisé pour désigner la partie centrale de ces phénomènes. “Penrose a pu prouver qu'un trou noir cache toujours une singularité, une frontière où le temps et l'espace s’arrêtent. Sa densité est infinie et, pour l'instant, il n'existe aucune théorie sur la façon d'aborder ce phénomène le plus étrange de la physique”, développe l’Académie royale des sciences de Suède.
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Un trou noir au centre de notre galaxie
De leur côté, Reinhard Genzel et Andrea Ghez se sont penchés sur Sagittaire A*, une région située au centre de la Voie lactée, la galaxie où évolue la Terre. Menées à partir des années 1990, les observations des deux scientifiques ont permis de découvrir un objet céleste extrêmement lourd au centre de notre galaxie qui influence de façon importante l’orbite des étoiles dans cette zone.
“Environ quatre millions de masses solaires sont rassemblées dans une région qui n'est pas plus grande que notre système solaire”, souligne le comité Nobel. “Un trou noir supermassif est la seule explication connue à ce jour”, ajoute-t-il.
Reinhard Genzel et Andrea Ghez ont utilisé des télescopes parmi les plus grands au monde pour cartographier cette région si distante. Ils ont développé de nouvelles techniques pour compenser les effets de distorsion provoqués par l’atmosphère terrestre ou les immenses nuages de poussière que contient l’espace.
De nombreuses questions demeurent
La communauté scientifique doit encore répondre à de nombreuses questions sur les trous noirs, notamment sur leur structure interne. Les trois chercheurs récompensés pourront quant à eux se partager plus de 950 000 euros.
Mercredi 7 octobre, le prix Nobel de Chimie sera décerné. En économie, le lauréat sera connu lundi 12 octobre.
