Une planète géante avalée en direct par un trou noir ?

On lit dans l’article en lien que des astronomes ont auraient observé un trou noir qui avale une planète géante.

L’examen de la vidéo montre que c’est une simulation, c’est-à-dire une sorte de dessin animé ou une «vue d’artiste» comme on en voit habituellement dans la presse de vulgarisation scientifique. Je trouve que les vues d’artiste sont des représentations vulgaires et biaisées de la réalité ; je préfère de loin les photographies ou les images du spectre infrarouge qui sont fidèles à la réalité (surtout quand il s’agit des images prises par le télescope spatial Hubble).

Le premier paragraphe de Maxisciences décrit le trou noir comme si c’était un volcan en réveil, c’est ce que cela suggère implicitement. La description ne correspond donc pas à l’astrophysique des trous noirs telle qu’on la connaît dans le cadre de la relativité générale. Un trou noir absorbe la matière à sa portée dès que ce trou noir s’est formé par effondrement gravitationnel sur lui-même, l’assimilation de matière par un trou noir est continuelle, elle n’a aucun phase de repos ni de réveil…

Dans le deuxième paragraphe, cela parle du satellite INTEGRAL. Celui-ci existe bien : c’est le «International Gamma Rays Astrophysics Laboratory», un satellite de 3 tonnes et demie. (http://fr.wikipedia.org/wiki/International_Gamma-Ray_Astrophysics_Laboratory). Il faut préciser que ce satellite ne permet pas des observations dans le spectre visible, il est un détecteur de rayons gamma et X.

Détection de planète avalée par un trou noir, ou alors il s’agit d’un autre événement ?

La chronique récente de l’astrophysique a évoqué l’hypothétique découverte de la matière noire sur la base de détection de positrons (anti-électrons = antimatière). Mais pas de planète géante a priori. L’instrument SPI du satellite  INTEGRAL a permis de réaliser une carte de la distribution des émissions de rayons gamma à 511 keV (kilo-électronvolts) qui sont produits lors de l’annihilation positron/électron. Les scientifiques ont ainsi pu déterminer qu’environ la moitié de l’antimatière produite dans la galaxie l’était par des trous noirs ou étoiles à neutrons arrachant de la matière à un compagnon de masse inférieure ou égale à celle du Soleil. Concernant la matière noire, toujours hypothétique, il faudra des preuves convaincantes. INTEGRAL, à ma connaissance, n’a pas détecté de planète géante. Et j’apprends aussi que la détection récente des positrons concerne le centre de notre propre Galaxie, donc pas NGC 4845. (http://smsc.cnes.fr/INTEGRAL/Fr/lien3_res.htm)

Marek Nikolajuk est authentiquement un physicien polonais. Via le site internet de l’ESA, j’en apprends davantage : la galaxie NGC 4845 (à 47 millions d’années-lumière de nous) a émis des rayonnements à haute énergie. C’est cet événement inhabituel qui suggère l’idée inadaptée d’un «réveil». Les astronomes affectés à l’étude ont conclu à un objet substellaire comme cause du rayonnement, un objet ayant 14 à 30 fois la masse de la planète Jupiter. Ils n’évoquent pas une planète géante, ils décrivent l’objet comme étant plutôt une naine brune (une étoile avortée car peu suffisamment massive). (http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Black_hole_wakes_up_and_has_a_light_snack?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+google%2FqkAO+%28Science%29) Mais l’hypothèse d’une super-Jupiter n’est pas écartée.
Il est question ici d’un trou noir galactique de 300 000 masses solaires. Le retard de 2 ou 3 mois entre la brillance et l’atténuation des rayons gamma, selon moi cela pourrait peut-être dû à l’objet orbital qui perd peu à peu sa grosse atmosphère dans le trou noir, ce dernier subirait alors une augmentation de son moment cinétique, et dont la conséquence est un éloignement progressif de l’objet en orbite, augmentant du coup peu à peu sa période orbitale.
En savoir plus avec le spectre visible ? Très peu envisageable, étant donné la distance (47 millions d’années-lumière). On sait que le télescope spatial Hubble a une résolution d’image de 0,1 seconde d’arc. Si Hubble observait la galaxie NGC 4845, un zoom sur une distance de 47 millions d’années-lumière permettrait de pouvoir pixeliser des objets dont l’envergure est supérieure ou égale à 22,8 années-lumière. Une naine brune a un diamètre de plusieurs milliers de km, c’est ponctuel par rapport au pixel critique de 22,8 années-lumière. Il est donc impossible d’observer directement (dans le spectre visible) l’image de l’objet substellaire qui orbiterait autour du trou noir.
Le rayon de Schwarzschild du trou noir de NGC 4845 est d’environ 890 000 km, très inférieur aux 22,8 années-lumière qui forment le côté d’un pixel d’une image que pourrait faire le télescope spatial Hubble.
En revanche, on peut mesurer les rayons gamma. L’énergie d’un seul rayon gamma ou X suffit, à elle seule, d’avoir une information sur un événement en astrophysique qui soit capable d’initier une énergie élevée. Les rayons gamma ne sont pas là pour structurer une image comme une photo d’un objet lointain. L’info essentielle ici c’est l’énergie du rayonnement électromagnétique et celle des positrons mesurés.
Remarque : l’ESA indique que le trou noir aurait une masse de 300 000 masses solaires, tandis que Maxisciences rapporte qu’il serait de 100 000 masses solaires. Il y a une erreur. Pourquoi les rédacteurs ne se relisent-ils pas ? Bon allez, je l’avoue : j’aurais adoré être journaliste scientifique, l’astronomie est un sujet que je connais par cœur depuis 1985, je maîtrise l’astronomie même mieux que mon métier de formation (la chimie). J’estime que la rigueur, la passion des sciences et le sens critique font partie du métier de journaliste scientifique, c’est indispensable. Le mieux serait que les scientifiques eux-mêmes communiquent sur leurs propres découvertes, sans faire relayer les informations par des intermédiaires… Mais les scientifiques sont déjà très occupés.
Tout cela me fait penser à un jeu amusant : le téléphone arabe. (http://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9l%C3%A9phone_arabe) Le jeu du téléphone arabe consiste à faire circuler rapidement de bouche à oreille à travers une file de joueurs, une phrase inventée par le premier d’entre eux puis récitée à voix haute par le dernier. L’intérêt du jeu est de comparer la version finale de la phrase à sa version initiale. En effet, avec les éventuelles erreurs d’articulation, de prononciation, les confusions entre des mots et des sons, la phrase finale peut être tout à fait différente de la phrase initiale. (« Nous sommes l’élite de la nation » pouvant devenir « Nous sommes l’hélice de la passion »). L’intérêt du jeu croît avec le nombre de joueurs et la complexité du message à échanger.
J’imagine une variante du téléphone arabe : le téléphone scientifique. Les règles sont les mêmes : on transmet la parole de bouche à oreille, mais en racontant à son voisin un résumé d’article scientifique, en prenant une source officielle (par exemple, l’ESA) comme texte d’origine. L’évolution de l’info retransmise d’une personne à l’autre est peu à peu dénaturée, le sens général du texte scientifique devient confus, évasif, abscons, simpliste, réducteur. Au pire, il devient bourré d’erreurs scientifiques. La perte de qualité de l’info dans le jeu du téléphone scientifique est proportionnelle à la complexité de la source d’origine et inversement proportionnelle au degré de connaissances scientifiques des participants du jeu.  Avec les médias modernes (notamment sur le web) qui s’improvisent dans le journalisme scientifique, la variante scientifique du téléphone arabe c’est ce qui se passe tous les jours. Sans recul critique, les lecteurs (et les rédacteurs aussi) peuvent ne pas déceler des erreurs, et considérer celles-ci comme étant des infos fiables… Pourtant, et j’ai des preuves dans mon blog, l’information est faillible : lire ceci https://jpcmanson.wordpress.com/2012/12/28/une-erreur-dans-un-livre-de-thermodynamique-pour-ingenieurs/ et cela https://jpcmanson.wordpress.com/2011/12/03/les-encyclopedies-sont-elles-sans-erreurs-et-infaillibles/ L’erreur est humaine, persévérer est diabolique.  🙂
L’information scientifique c’est faillible, c’est comme la viande de cheval dans les lasagnes de bœuf. C’est pour cela qu’il faut toujours faire des analyses.
cheval
© 2013 John Philip C. Manson
Publicités

À propos des hypothétiques mini-trous noirs du LHC

J’avais rédigé plusieurs articles à propos du LHC du CERN sur l’hypothèse de la fabrication de mini-trous noirs :

Il se trouve que j’ai découvert une analyse qui n’aboutit pas tout-à-fait à la même conclusion que moi : http://sciencetonnante.wordpress.com/2012/01/09/le-lhc-peut-il-fabriquer-un-trou-noir-au-cern/

Lorsque j’ai argumenté sur l’impossibilité de produire des mini-trous noirs dans le LHC, c’est sur l’appui de la thermodynamique, de la relativité et de la mécanique quantique, tout comme le début de l’analyse du lien que je cite ci-dessus. La différence entre mon analyse et celle du blog de Science Étonnante réside dans le choix des hypothèses. J’ai fondé mes calculs sur des données expérimentales sur la base des théories scientifiques les plus solides : thermodynamique, relativité et mécanique quantique. L’autre blog, lui, a réalisé d’abord le même calcul que moi, avec ce qu’on pourrait appeler l’hypothèse forte, basée sur des lois de la physique,dans laquelle il explique que pour une énergie de 7 TeV, le LHC ne peut pas atteindre les 10¹⁶ TeV pour produire le mini-trou noir le plus léger. Dans cette optique, la conclusion était donc qu’il fallait que LHC développe une énergie d’environ un million de milliard de fois la valeur de 7 TeV qu’il a actuellement… Cette conclusion étant, selon moi, la plus crédible.

Mais le blog de Science Étonnante, que j’admets être l’un des blogs scientifiques parmi les plus intéressants du web, a présenté une autre approche afin de formuler une conclusion alternative. Ainsi, ce blog s’inspire de la théorie des cordes d’après laquelle il se base sur l’analyse dimensionnelle où dans ses calculs il introduit des dimensions spatiales supplémentaire à nos dimensions habituelles d’espace-temps.

Selon Science Étonnante, «avec des dimensions supplémentaires qui diluent la gravité, il serait parfaitement envisageable de créer des micro-trous noirs lors des expériences du LHC». C’est seulement une hypothèse. Les dimensions supplémentaires sont de la pure spéculation, et jusqu’à ce jour, aucune expérience ou observation n’a donné une quelconque crédibilité à cette hypothèse. Une hypothèse faible, par rapport à la première argumentation qui dit que créer des trous noirs dans le LHC est impossible.

La problématique est simple à comprendre :

  • si la théorie des cordes colle avec les faits que nous découvriront, donc si les dimensions supplémentaires existent factuellement, alors les mini-trous noirs auront été une hypothèse crédible.
  • Par contre, si malgré tous les efforts d’expérimentation, donc si la reproduction des tests échoue dans sa quête des trous noirs d’après les prédictions de la théorie des cordes, il faudra alors remettre en question la théorie des cordes.

Une théorie scientifique doit nécessairement être étayée par des expériences. Le LHC donne l’occasion de vérifier la théorie des cordes.

Mais il y a un détail dans le cas où l’hypothèse des mini-trous noirs est valide : si on réussit à fabriquer le plus léger des mini-trous noirs, sa durée de «vie» avant sa désintégration sera t-elle au moins supérieure à la durée nécessaire qu’il faut pour qu’une mesure instrumentale soit possible ? Quel est le laps de temps le plus court qui soit justement mesurable ? Voila une bonne question à se poser.

De plus, si les rayons cosmiques très énergétiques sont étudiés par les physiciens, de devrait-on pas déceler la formation de mini-trous noirs si les dimensions spatiales supplémentaires existent ?

Ce dont il faut garder à l’esprit, dans l’attente d’une confirmation ou d’une réfutation expérimentale, c’est que les espaces-temps à plus de 4 dimensions ne sont pour l’instant qu’un objet mathématique abstrait dont les objets physiques qui pourraient attester la validité de ce modèle n’ont absolument pas encore été observés à ce jour. Si les 4 dimensions d’espace-temps font de la théorie de la relativité une théorie convaincante (avec l’appui des faits), on ne peut pas partager le même enthousiasme avec les dimensions supplémentaires, car des spéculations sans preuves expérimentales ne valent pas grand chose.

En général, entre deux hypothèses qui décrivent un même phénomène, on choisit la plus parcimonieuse (rasoir d’Occam). On ne multiplie pas les hypothèses superflues. Les expériences seules trancheront le problème, on verra bien. Si un jour on observera des mini-trous noirs, alors là oui, l’hypothèse des dimensions supplémentaires pourra devenir plus concrète, plus crédible.

© 2012 John Philip C. Manson