Projet d'intégration de matières
Première Secondaire
Séminaire de Sherbrooke
Michaël Brown
Nelson-Frederick Bénié
Aujourd'hui est un grand jour car, mon coéquipier et moi, allons vous éclairer sur le mystère des trous noirs. C'est un sujet qui a soulevé beaucoup de passion et d'interrogation depuis le 18ième siècle. Pour cela, nous allons tenter de vous informer selon nos connaissances de la formation et de la détection d'un trou noir.
LA FORMATION
Formation
Les trous noirs fascinent tout le monde depuis que l'on sait qu'ils existent. A un certain moment, beaucoup de scientifiques ont douté qu'ils existaient. Les premiers qui ont pensé à l'existence des trous noirs sont John Mitchell et Laplace, ceci dès la fin du XVIII ième siècle. Par contre le terme de trou noir est entré dans le vocabulaire grâce au physicien John Wheeler en 1967. Albert Einstein, en 1916, proposa "la théorie de la relativité" de laquelle la notion de trou noir fut déduite. Le lancement des satellites de nos jours permet d'explorer l'univers. Les satellites retransmettent des images montrant des trous noirs Aussi, pour commencer nous nous posons la question suivante : Qu'est que les trous noirs?
Les trous noirs sont des objets qui sont très massifs comprimés, tout cela dans un volume de quelques kilomètres cubes. D'une façon générale on sait que les trous noirs se forment lors de l'explosion des étoiles à la fin de leur vie. Certaines forment à ce stade des naines blanches qui en se refroidissant deviendront des naines noires puis finalement des trous noirs. D'une façon générale la masse des trous noirs représente trois fois celle du Soleil. Ils sont également très dense ce qui entraîne une déformation de l'espace qui les entourent et se transforment en une sorte de puits sans fond qui absorbent même la lumière et l'empêche de sortir. Tous les objets dans le ciel qui sont proches sont attirés et y demeurent .Ceci constituent l'une des raisons de leur appellation de trous noirs. On va donc dire que rencontrer un trou noir face à face n'est pas très amusant.
Types de trous noirs
Il est intéressant de noter que l'on distingue plusieurs types de trous noirs. On distingue :
- les trous noirs stellaires : Qui proviennent de l'effondrement d'une étoile sur elle-même.
- les trous noirs galactiques : On pense qu'ils ont été formés dès le début de l'univers ou encore par l'effondrement d'un amas d'étoiles. Ils sont très gros.
- les trous noirs microscopiques : Le monde scientifique a encore des doutes quand à leur existence. Ils seraient très petits.
Propriété des trous noirs
Les trous noirs possèdent plusieurs zones :
- La singularité qui constitue le cœur du trou noir, est formé à partir de la compression ultime de la matière qui s'y trouve.
- L'horizon des évènements ou horizon des trous noirs qui constitue une sorte de frontière entre l'intérieur du trou noir et le reste de l'univers.
- L'ergosphère est la zone qui entoure le trou noir et est située au-delà de l'horizon.
- Les forces de marées qui sont très impressionnantes quand elles sont très proches des trous noirs.
La température des trous noirs est inversement proportionnelle à sa masse.
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http://www.astrosurf.com/lombry/trounoir3.htm
Caractéristiques des trous noirs
Les trous noirs se caractérisent principalement par la déformation qu'ils produisent. Quelque soit le type de trous noirs, ils sont caractérisés essentiellement par :
- Leur masse
- Leur vitesse de rotation
- Leur charge
Ces différentes caractéristiques conduisent à diverses conceptions de trous noirs. On distingue :
- Les trous noirs statiques ou de Schwarzchild
- Les trous noirs chargés ou de Reissner-Nordstrøm
- Les trous noirs en rotation ou de Kerr
DÉTECTION DES TROUS NOIRS
La luminosité
D'une manière générale les trous ne sont pas facilement observables à cause de leur noirceur. Leur observation se fait de façon indirecte. Le développement de la technologie permet de les détecter. Quand on observe la formation de disque d'accrétion on sait qu'ils sont présents. Ce dernier se forme quand une étoile est proche et un nuage de matière se transfère de l'étoile au trou noir. Le disque d'accrétion produit des rayons X qui sont détectables.
La couleur
La température émise par le disque d'accrétion est si élevée que la lumière qu'il produit ne se trouve pas dans l'ordre du visible. Mais le rayonnement X produit souvent en présence d'une autre étoile permet de distinguer certaines couleurs, telle le bleu, le jaune, le rouge et bien d'autres.
Les gaz
Les étoiles brûlent leur hydrogène et le transforme en Hélium. Lorsqu'ils brûlent tout leur hélium elles meurent et forment les trous noirs qui sont dépourvus de gaz. Le trou noir se nourrit des nuages de gaz de son environnement.
Tout comme les étoiles, les trous noirs meurent mais cela prend beaucoup de temps.
CONCLUSION
Nous sommes arrivés à la fin de notre recherche et nous espérons qu'elle vous a informé sur les trous noirs. Pour nous, cette recherche a été un peu dure car il y a beaucoup d'informations mais souvent dans un langage très scientifique qu'il fallait résumer pour vous le présenter. Malgré tout nous avons aimé. Il reste encore beaucoup de choses à découvrir au fil des années avec les trous noirs.
BIBLIOGRAPHIE
Pour trouver quelques informations nous sommes allés sur quelques sites web et nous avons consulté quelques livres. Nous allons vous faire part des sites et des livres que nous avons utilisés.
1. Les Galaxies
2. Le Grand Atlas de l'astronome
3. www.astrosurf.com/lombry/trounoir.html
4. www-dapnia.cea.fr/faits_marquants/2/index.php
5. http://pages.infinit.net/gafen/
6. http://www.membres.lycos.fr/trounoirtpe/newpage.html
7. http://www.interstars.net/index.php?article=tn-proprietes
8. http://www.astrosurf.com/astro_cosmos/trous%20noirs/trousnoirs.htm
9. http://membres.lycos.fr/elfalek/trounoir.htm