Les trous noirs

Un trou noir est une région de l'espace-temps où la gravité est si intense que rien — pas même la lumière — ne peut s'en échapper une fois passée une certaine frontière appelée horizon des événements. La notion fut d'abord théorisée par le géologue et pasteur anglais John Michell en 1784, qui imagina des « étoiles sombres » dont la vitesse de libération dépasserait celle de la lumière. Les solutions exactes de la relativité générale d'Einstein prédisant les trous noirs furent trouvées par Karl Schwarzschild en 1916, quelques semaines après la publication de la théorie — depuis les tranchées de la Première Guerre mondiale, où il mourut peu après. La limite d'un trou noir est l'horizon des événements. C'est la surface de non-retour : un photon émis exactement à l'horizon n'échappe ni ne tombe — il reste suspendu pour l'éternité. Rien de ce qui se passe à l'intérieur de l'horizon ne peut affecter l'extérieur — l'intérieur est causalement déconnecté de l'Univers extérieur. Du point de vue d'un observateur lointain, un objet tombant vers l'horizon semble ralentir et s'effacer progressivement — à cause de la dilatation du temps gravitationnelle (prédit par la relativité générale, expérimentalement confirmé). Du point de vue de l'objet tombant, il franchit l'horizon sans sensation particulière (si le trou noir est assez massif pour que les forces de marée soient négligeables à l'horizon). La singularité est le point central de densité infinie prédit par la relativité générale, où les équations deviennent infinies et cessent de décrire la physique réelle. La plupart des physiciens considèrent la singularité comme le signe que la relativité générale doit être remplacée par une théorie quantique de la gravité à cette échelle. La physique « au-delà » de la singularité nous est totalement inaccessible — pas seulement technologiquement, mais fondamentalement : aucune information ne peut en sortir.