Einstein continue à avoir raison, même près d'un trou noir

Alain Brian
Juillet 28, 2018

C'est la première fois que cet effet est mesuré pour le champ gravitationnel d'un trou noir.

"Plus de 100 ans après son article posant les équations de la relativité générale, Einstein montre qu'il a une nouvelle fois raison, dans un laboratoire bien plus extrême que ce qu'il pouvait imaginer", relève l'ESO.

Le centre de notre galaxie abrite un de ces monstres invisibles, Sagittarius A*, situé à 26 000 années-lumière de la Terre. Les chercheurs pensent que c'est un trou noir supermassif, 4 millions de fois plus massif que le Soleil.

Les scientifiques de Gravity ont ainsi suivi une étoile (S2) en particulier du système de Sgr A* avant et après son passage au plus près du trou noir, le 19 mai 2018.

Après 26 ans d'observations, une étoile nommée S2 - en orbite autour du trou noir supermassif de notre Galaxie - vient d'effectuer son passage le plus proche.

Un trou noir est entouré d'un amas d'étoiles qui atteignent des vitesses vertigineuses lorsqu'elles se rapprochent de lui. Sa résolution est 15 fois supérieure à celle des plus grands télescopes optiques.

Trou noir supermassif : les effets de la théorie de la relativité générale observés
Nouveau test de la théorie d'Einstein au cœur de la Voie lactée

Construit sur le Mont Paranal (Chili) et opérationnel depuis 2016, cet interféromètre fonctionnant dans l'infrarouge proche combine les faisceaux lumineux issus des quatre télescopes de 8 mètres du VLT.

Si les spectres permettant de voir le rougissement ont été réalisés par Sinfoni, c'est la très grande précision de Gravity dans la connaissance de l'orbite de S2 qui permet de tirer, de ces observations conjointes, une conclusion sans appel: encore une fois, au niveau de précision atteint par ces instruments de pointe, et dans des conditions assez extrêmes, la théorie d'Albert Einstein fait mouche, alors que la mécanique classique newtonienne - l'autre théorie de la gravitation - est prise en défaut. Il faut garder à l'esprit que malgré sa masse fantastique, un trou noir de cette taille est confiné dans une sphère de 0,1 UAFermer une Unité Astronomique (UA) est égale à la distance Terre-Soleil, soit à peine un dixième de la distance entre la Terre et le Soleil. Grâce à cette précision, le mouvement de l'étoile a pu être détecté heure par heure au plus près du trou noir.

" Selon cette théorie, un corps massif attire la lumière (il courbe les rayons lumineux) ou ralentit le temps".

"Lorsque l'étoile s'approche du trou noir, elle apparaît plus rouge qu'elle n'est en réalité" car il se produit un décalage de longueurs d'ondes vers le rouge, du fait de la très forte attraction gravitationnelle du trou noir", ajoute-t-il. Les résultats ont clairement révélé le redshift tant attendu, faisant de cette observation la première observation directe de ce phénomène autour d'un trou noir. Néanmoins, c'est un beau premier résultat que vient d'annoncer l'Observatoire européen austral (ESO) lors d'une conférence de presse organisée pour l'occasion à Garching, en Allemagne.

Ainsi, les mesures précises de la position de l'étoile ont permis aux scientifiques de mettre en évidence l'effet de rougissement gravitationnel prédit par la théorie d'Einstein.

Le consortium Gravity est dirigé par l'institut Max Planck pour la physique extraterrestre et implique notamment le CNRS, l'Observatoire de Paris-PSL, l'Université de Grenoble-Alpes, le Centre portugais d'astrophysique CENTRA.

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