Comment serait la vie près d’un trou noir supermassif ?

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Vivre près d’un trou noir présenterait certes des dangers, mais cela pourrait aussi être amusant! Nous savons depuis les années 1990 que les planètes existent autour des pulsars, des objets extraordinairement denses nés des explosions d’étoiles. Il est donc raisonnable de supposer que des planètes pourraient également exister autour de trous noirs, qui, peut-être étonnamment pour beaucoup de gens, ont un impact beaucoup plus faible sur leur environnement que les pulsars.

Des planètes pourraient exister près d’un trou noir

Il est même possible que de la vie se forme sur certaines de ces planètes, étant donné que des organismes sur Terre se sont adaptés à des conditions extrêmes, telles que la chaleur bouillante, le froid glacial et des environnements acides, ou fortement salés et même radioactifs.

Des planètes habitées pourraient exister près des trous noirs supermassifs situés au cœur de la plupart des galaxies. Notre propre galaxie, la Voie lactée, abrite un trou noir dont la masse peut atteindre quatre millions d’étoiles. Connu sous le nom de Sgr A * (Sgr signifie Sagittaire), son orbite circulaire la plus interne et stable (ISCO) a à peu près la taille de l’orbite de Mercure autour de notre soleil.

Voici les 10 principales activités que les gens pourraient faire

Alors, à quoi ressemblerait la vie sur une telle planète? Avant d’aborder les nombreux dangers pour la santé liés à la vie près d’un trou noir, nous devons en examiner les avantages. Si des civilisations se forment ou migrent vers le voisinage de trous noirs, que pourraient-elles faire pour s’amuser et en tirer profit? Voici les 10 principales activités qu’ils pourraient faire:

  • Utiliser le trou noir comme source d’énergie propre en déversant des déchets dans le disque d’accumulation de matière qui s’enroule autour de lui. Jusqu’à 42% de la masse restante de cette poubelle peut être convertie en rayonnement au niveau de la ISCO d’un trou noir en rotation.
  • Coupler un dispositif conçu à la rotation du trou noir, en tant que volant géant à partir duquel l’énergie de rotation peut être exploitée.
  • Surfer avec les vagues de lumière avec des jets relativistes à des vitesses proches de celles de la lumière.
  • Prolonger sa jeunesse en visitant des salons de beauté jusqu’à l’horizon du trou noir, où le temps tourne plus lentement en raison du décalage vers le bas par la gravité.
  • Voir le spectacle de l’Univers entier réfléchi et déformé sous la forme d’images à lentilles gravitationnelles autour du trou noir.
  • Établir un parc d’attractions dans la soi-disant «sphère à photons», où l’on pourrait profiter d’effets relativistes pour le plaisir, comme se voir de derrière en regardant droit devant soi comme de petits cercles autour du trou noir.
  • Profiter de nouvelles opportunités pour voyager dans l’espace. Par exemple, lorsque la Voie lactée et sa galaxie sœur Andromède fusionneront dans des milliards d’années, les deux trous noirs situés à leur centre formeront un binaire étroit, qui devrait servir de fronde gravitationnelle et éjecter des étoiles ou des planètes jusqu’à la vitesse. de la lumière, comme décrit dans deux articles que l’auteur a écrits avec James Guillochon. Les agences de voyages peuvent proposer des billets pour des attractions exceptionnelles sur des planètes éjectées qui traversent l’Univers entier.
  • Envoyer des criminels dans le trou noir comme la prison ultime avec une peine de mort à la singularité. La masse du trou noir déterminera combien de temps il reste aux prisonniers pour vivre. Plus leur crime serait petit, plus le trou noir serait massif, prolongeant ainsi la durée de vie restante après le franchissement des «murs de la prison» associés à l’horizon du trou noir.
  • Utiliser des ondes gravitationnelles provenant de petits objets en orbite autour du trou noir pour la communication. De tels signaux ne peuvent être bloqués par aucune forme de matière connue.
  • Tester les aspects fondamentaux de la gravité quantique par le biais de voyages organisés pour des expérimentateurs en physique des cordes.

Voici les risques les plus importants

Mais voici maintenant les risques pour ces astronautes qui tenteraient d’exécuter ces activités pourraient subir: le plus important viendrait des marées gravitationnelles. Comme Albert Einstein l’a noté dans sa célèbre expérience de réflexion, être dans un ascenseur ou un vaisseau spatial en chute libre donnerait l’impression de ne pas avoir de gravité du tout.

Mais toute différence d’accélération gravitationnelle entre votre tête et vos orteils, qui mesure la courbure de l’espace-temps, pourrait potentiellement déchirer votre corps. Ces marées imposeraient une peine de mort à proximité d’un trou noir de masse stellaire, mais ne constitueraient aucune menace pour le corps humain dans l’environnement beaucoup plus vaste qui entoure un trou noir supermassif, comme Sgr A *.

De manière correspondante, la densité de la matière nécessaire à la création d’un trou noir varie linéairement avec sa courbure dans l’espace-temps. Les trous noirs de faible masse sont formés par l’effondrement du noyau d’une étoile massive à des densités bien supérieures à celles d’un noyau atomique. Mais pour faire un trou noir supermassif, beaucoup plus rare, il suffit de remplir l’orbite de Jupiter avec de l’eau liquide.

Aussi simple que puisse paraître ce projet d’ingénierie, il n’est en aucun cas pratique dans la mesure où il nécessite environ 100 millions de masses d’eau solaires et la chaleur générée lors du versement de l’eau brûlerait toutes les installations qui s’y trouveraient.

En effet, la chaleur dégagée par l’accrétion de trous noirs supermassifs constitue une menace existentielle pour les civilisations résidant près des centres des galaxies. Dans un article écrit avec John Forbes, nous avons montré qu’une fraction importante de toutes les planètes de l’Univers serait vulnérable au dépeuplement de leurs atmosphères ou à l’ébullition de leurs océans après avoir été proche d’un noyau galactique actif au cours de leur vie.

Dans la conférence de synthèse de la conférence 2018 de Black Hole Initiative de l’Université Harvard, un centre interdisciplinaire axé sur l’étude des trous noirs, j’ai suggéré que les progrès futurs en matière de propulsion spatiale pourraient nous permettre d’organiser une visite sur le terrain à proximité d’un trou noir. Cela fournira une excellente occasion de poursuivre certaines des activités susmentionnées – et peut-être même d’échanger des notes sur la gravité quantique avec des routards d’autres civilisations qui auraient déjà campé là-bas.

En résumé les gens s’amuseraient s’ils vivaient près d’un trou noir, mais au dépens de quelques désagréments, comme mourir déchiré; ce qui veut dire que nous sommes mieux de demeurer ici sur Terre, malgré ses multiples limitations par rapport aux trous noirs supermassifs.

Au sujet de l’auteur

Abraham Loeb est un physicien théoricien qui a reçu son diplôme en physique des plasmas à 24 ans. Il est aussi président du département d’astronomie de l’Université Harvard, directeur fondateur de l’initiative Black Hole de Harvard et directeur de l’Institut de théorie et de calcul du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Il préside également le comité consultatif du projet Breakthrough Starshot.

Source : Scientific Américan
Crédit photo : Pixabay

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