Trou noir

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Trou noir

Les astronomes ont découvert un trou noir géant primitif qui défie la physique en avalant de la matière à une vitesse record !

Des astronomes ont observé un trou noir supermassif pour le moins surprenant. Seulement 1,5 milliard d’années après le Big-Bang, il se nourrit à un rythme extrême. Au-delà même de la limite théorique établie.

Des chercheurs du California Institute of Technology (Caltech, États-Unis) ont mis la main sur le plus long système de jets de trous noirs jamais observé – ici, une vue d'artiste. Il s’étend sur 23 millions d’années-lumière. C’est d’autant plus colossal si on considère les dimensions de l'Univers à l’époque où ces jets se sont formés, alors que notre Univers n’avait que la moitié de son âge actuel. © E. Wernquist/D. Nelson (IllustrisTNG Collaboration)/M. Oei, CC by-NC-ND

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Trou noir

Les astronomes n’en reviennent pas : les jets de ce trou noir géant dépassent tout ce qu’on connaissait !

Il y a, dans l'Univers, des structures immenses. Les jets produits par certains trous noirs supermassifs sont de celles-ci. Ceux que des astronomes viennent de découvrir s’étendent sur environ 140 fois le diamètre de la Voie lactée !

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Trou noir

La Nasa publie une incroyable vidéo du cosmos vu de l’intérieur d’un trou noir géant !

Les trous noirs sont des objets fascinants et déroutants. À l’occasion de la cinquième semaine des trous noirs – la Black Hole Week 2024 –, les ingénieurs de la Nasa nous invitent à plonger au cœur de l’un d’entre eux. Un trou noir supermassif comme celui qui se cache au centre de notre Voie lactée. Une expérience à nulle autre pareille.

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Trou noir

La matière est bien en mouvement autour du premier trou noir géant photographié nous dit une nouvelle image

M87* est selon toute vraisemblance un trou noir supermassif contenant environ 6,5 milliards de masses solaires, situé au centre de la galaxie elliptique supergéante Messier 87. Le rayon de son horizon des événements est estimé à 19 milliards de kilomètres et il se laisse deviner avec d'autres informations concernant la physique des trous noirs dans les images que forme de M87* et son environnement l'Event Horizon Telescope. La première image obtenue après des années de traitement datait de 2017, voici la seconde prise en 2018 et elle a changé.

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Les astronomes ont découvert un trou noir géant primitif qui défie la physique en avalant de la matière à une vitesse record !

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La matière est bien en mouvement autour du premier trou noir géant photographié nous dit une nouvelle image

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Trou noir : tous nos articles

Pour la première fois, un couple d'étoiles a été détecté autour de Sagittarius A*, le trou noir au centre de la Voie lactée. C'est plus généralement le premier duo stellaire découvert autour d'un trou noir supermassif.

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Astronomie

Première découverte d'une étoile binaire autour du trou noir central de la Voie lactée

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• 17/12/2024

Un océan cosmique défie l'imagination ! Des astronomes ont découvert le plus grand réservoir d'eau de l'univers, contenant 140 billions de fois plus d'eau que les océans terrestres. Cette trouvaille stupéfiante, située à 12 milliards d'années-lumière, bouleverse notre compréhension de l'eau dans le cosmos. Que nous révèle cette découverte sur l'omniprésence de l'eau dans l'univers ?

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Espace

Un réservoir d’eau record contenant 140 000 milliards de fois l’eau de la Terre découvert au cœur de l’univers !

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• 05/12/2024

Est-ce vrai que le temps ralentit près d’un trou noir ? Tu ne serais pas retournée voir Interstellar au cinéma à l’occasion des 10 ans du film, par hasard ? Il faudrait que je le revois d’ailleurs, mais dans mon souvenir, et sans spoiler pour qui que ce soit, il est en effet question de voyages proches d’un trou noir et de distorsion du temps. Honnêtement, je trouve ça fascinant.

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Espace

Le temps ralentit près d’un trou noir, vrai ou faux ?

question réponse

• 03/12/2024

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Physique

Cern

définition

• 17/10/2024

Une autre illustration de repère galactique avec son système de coordonnées. Le Soleil (Sun) se situe au centre du disque rouge. © Think Astronomy, 2006-2008

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Univers

Coordonnées galactiques

définition

• 17/10/2024

La galaxie GS-10578 ne parvient plus à former des étoiles. Les astronomes disent qu’elle est morte. Morte de faim à cause du trou noir supermassif niché en son centre. C’est le télescope spatial James-Webb (JWST) qui a permis de l’observer pour la première fois.

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Univers

Ce trou noir « affame » la galaxie qui l'héberge

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• 16/09/2024

Que se cache-t-il vraiment derrière l'immensité de l'espace ? Un astrophysicien lève le voile sur sa composition réelle, révélant un univers bien plus complexe qu'on ne l'imagine. Entre vide apparent et mystères insondables, plongeons dans les secrets de notre cosmos, où chaque particule raconte une histoire passionnante.

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Astronomie

Un astrophysicien dévoile les secrets de la composition de l'espace

actualité

• 14/09/2024

Les origines de matière et de l'énergie noire restent mystérieuses ainsi que celles des trous noirs supermassifs révélés par le télescope spatial James-Webb déjà formés moins de 500 millions d'années après le Big Bang. Il se pourrait que ces trous noirs soient apparus tôt parce que la matière noire peut se désintégrer lentement, produisant un rayonnement qui chauffait des concentrations de matière peu après l'émission du fameux rayonnement fossile, la plus vieille lumière du cosmos observable.

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Astronomie

La désintégration des particules de matière noire à l'origine des trous noirs géants apparus après le Big Bang ?

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• 01/09/2024

On pensait que les explosions des supernovae, bien que titanesques, n'étaient pas de bonnes sources d'ondes gravitationnelles. Mais une équipe de chercheurs vient de montrer, que lorsque ces explosions s'accompagnent de la formation d'un trou noir entouré d'un disque d'accrétion dans l'étoile en effondrement gravitationnel, l'émission d'ondes gravitationnelles est 100 fois plus puissante que prévu et en théorie détectable avec Ligo et Virgo, les célèbres détecteurs d'ondes gravitationnelles.

Sciences

Astronomie

Collapsars : Quand les étoiles en fin de vie révèlent de nouvelles ondes gravitationnelles

actualité

• 30/08/2024

La théorie des trous noirs est très sophistiquée. Elle concerne aussi bien l'astrophysique que la cosmologie et la physique de l'infiniment petit, celle des particules élémentaires. Mais il est possible de la vulgariser en répondant simplement à une centaine de questions que peut se poser le grand public et c'est ce qu'avait fait Jean-Pierre Luminet dans un de ses dernier livre « Les trous noirs en 100 questions » paru aux éditions Tallandier. La version Poche est désormais disponible.

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Astronomie

Vous avez 100 questions sur les trous noirs ? Jean-Pierre Luminet y répond !

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• 24/08/2024

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Univers

Trou noir

définition

• 22/06/2024

Derrière les trous noirs les plus monstrueux de notre Univers se cachent vraisemblablement plusieurs trous noirs plus modestes qui ont fusionné. Et des chercheurs semblent avoir trouvé un moyen d’accéder aux propriétés de ces trous noirs en étudiant les signaux produits par leurs collisions.

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Trou noir

Les trous noirs gardent la mémoire de leur passé tumultueux

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• 18/06/2024

La mission de Tess, pour Transiting Exoplanet Survey Satellite, c’est avant tout de trouver des exoplanètes. Et le satellite y arrive plutôt bien. Mais cette fois, il a été mis à contribution pour dévoiler un petit trou noir en orbite autour d’un autre, cent fois plus grand.

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Astronomie

Un télescope de la Nasa a débusqué un trou noir caché par un autre

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• 14/06/2024

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Astronomie

Aidez les astronomes à découvrir les millions de trous noirs stellaires cachés dans la Voie lactée !

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• 23/01/2024

Un des grands noms de la cosmologie du XXe siècle vient de nous quitter à l'âge de 75 ans, le Russe Alexeï Starobinski. Stephen Hawking avait appris de lui et de son mentor comment faire des calculs de théorie quantique des champs en espace-temps courbe, ce qui lui avait permis de faire sa découverte du rayonnement des trous noirs. Quelques années plus tard, Starobinski allait proposer un modèle de cosmologie quantique considéré aujourd'hui comme un des meilleurs et conduisant à une phase d'inflation cosmique à l'origine de la naissance des galaxies et de certaines caractéristiques du rayonnement fossile.

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Astronomie

Pionnier de la théorie des trous noirs et de l'inflation cosmique avant Hawking, Alexeï Starobinski est décédé

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• 25/12/2023

Il y a plus d'une semaine que le dernier blockbuster de Christopher Nolan, Oppenheimer, est sorti. Comme dans son mythique Interstellar, il y est question de science, mais complètement cette fois-ci, puisqu'il retrace à travers la création et l'explosion de la première bombe atomique le destin tragique du physicien Robert Oppenheimer. Mais quels étaient vraiment les liens d'Oppenheimer avec l'hindouisme auxquels il est fait allusion dans le film, ainsi que son apport à la science moderne du XXe siècle ? Voici quelques éléments de réponse en deux parties.

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Physique

Les trous noirs découverts par un mystique hindou ? Oppenheimer : partie I

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• 06/08/2023

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Univers

Les petites galaxies isolées cachent des trous noirs géants affamés !

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• 24/06/2023

Stephen Hawking nous a quittés il y a maintenant cinq ans, nous ne saurons donc pas ce qu'il aurait pensé d'une intéressante théorie publiée qui semble étendre la notion de rayonnement quantique d'un trou noir à des objets massifs qui ne sont pas des trous noirs. Elle suggère que même des naines blanches finiraient par s'évaporer quantiquement dans un Univers en expansion pour l'éternité.

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Astronomie

Les trous noirs de Hawking ne seraient pas les seuls à s'évaporer par rayonnement quantique !

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• 04/06/2023

Le 25 mai 1998, sur l'un des sommets du désert de l'Atacama au Chili, le Very Large Telescope européen voyait sa « première lumière », comme le disent les astronomes. Vingt-cinq ans après et avec plus de 10 000 articles scientifiques à partir des données recueillies par les télescopes du VLT, on fête un palmarès ayant conduit à deux prix Nobel de physique, l'étude du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée et l'établissement de l'accélération de l'expansion de l'Univers.

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Astronomie

L'observatoire géant du VLT fête ses 25 ans de découvertes

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• 28/05/2023

Futura a eu l'occasion d'interviewer Jean-Pierre Luminet, bien connu des lecteurs de Futura avec ses travaux sur les trous noirs et la cosmologie, lorsqu'il s'est rendu à un symposium organisé par la Fondation Archimedes-S.I.I.E, en octobre 2022, à Saint-Raphaël. Voici son interview ainsi que celle montrant son intervention lors de ce symposium avec Abhay Ashtekar et Alain Connes mais aussi Roger Penrose, Joseph Kouneiher et Jean-Jacques Szczerciniarz.

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Astronomie

Une interview de Jean-Pierre Luminet, dans les pas des Bâtisseurs du ciel

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• 08/01/2023

Abhay Ashtekar est l’un des découvreurs et l'un des pionniers fondateurs de la gravitation quantique à boucles, l'une des principales voies explorées pour résoudre avec la mécanique quantique les mystères livrés par la théorie de la relativité générale lorsqu'on l'applique aux trous noirs et au Big Bang. Futura a eu l'occasion de l'interviewer avec Alain Connes et Jean-Pierre Luminet lorsqu'il s'est rendu à un symposium organisé par la Fondation Archimedes.SIE en octobre 2022, à Saint-Raphaël. C'est aussi l'occasion de présenter un peu la cosmologie quantique à boucles qui semble bel et bien avoir fait des prédictions bientôt testables.

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Astronomie

La cosmologie quantique à boucles bientôt démontrée ? Les explications de Abhay Ashtekar

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• 08/01/2023

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Trou noir

Écoutez les rafales de rayons X émises par un trou noir proche de la Terre

brève

• 26/11/2022

Contrairement aux apparences, toutes les étoiles qui piquent un beau ciel nocturne ne se ressemblent pas. Les étoiles forment une grande famille, constituée d'éléments aux caractéristiques très variables d'un cas à l'autre. Si tout cela peut sembler complexe à première vue, on peut comprendre cette diversité dans les grandes lignes à partir de quelques considérations physiques.

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Astronomie

Étoiles : la diversité du monde stellaire

dossier

• 17/11/2022

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Trou noir

Un anneau de photons révélé autour d’un trou noir supermassif

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• 21/08/2022

Ceci est une illustration d'une galaxie éloignée avec un quasar actif en son centre. Un quasar émet des quantités d'énergie exceptionnellement importantes générées par un trou noir supermassif alimenté par l'accrétion de matière. © Nasa, ESA et J. Olmsted (STScI)

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Astronomie

Quasar

définition

• 20/08/2022

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Trou noir supermassif

Pourquoi le trou noir au centre de la Voie lactée s’appelle Sagittarius A* ?

question réponse

• 12/05/2022

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Trou noir

Événement du 12 mai : comment suivre en direct les « résultats révolutionnaires concernant la Voie lactée » ?

brève

• 12/05/2022

Les trous noirs sont partout dans l'Univers et certains pensent qu'ils pourraient constituer une partie de la matière noire. Inversement, celle-ci pourrait en fait avoir provoqué l'effondrement direct de ses surdensités de matière pendant le Big Bang, donnant les premiers trous noirs supermassifs.

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Trou noir

Les trous noirs supermassifs sont-ils nés grâce à la matière noire pendant le Big Bang ?

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• 20/03/2022

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Trou noir

Prendre le pouls d’un trou noir, des astronomes l'ont fait !

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• 12/03/2022

Les plus belles découvertes se font parfois… juste à côté de chez soi. Pour cette fois, dans la galaxie d’Andromède, la galaxie spirale la plus proche de la nôtre. Les astronomes viennent d’y trouver un trou noir de taille intermédiaire.

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Trou noir

Un type rare de trou noir découvert près de notre Galaxie

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• 26/01/2022

Stephen William Hawking, né le 8 janvier 1942 à Oxford, est un physicien théoricien et cosmologiste britannique bien connu pour ses travaux sur les trous noirs, la cosmologie quantique et ses livres de vulgarisation sur les mêmes sujets. C’est son best-seller Une brève histoire du temps (A Brief History of Time), qui est resté sur la liste des records des meilleures ventes du Sunday Times pendant 237 semaines consécutives, qui l’a fait connaître du grand public.
La renommée médiatique de Hawking vient aussi du fait qu’il a accompli ses travaux alors qu’il souffre d’une dystrophie neuromusculaire attribuée à une sclérose latérale amyotrophique (SLA). Cette terrible maladie, appelée familièrement aux États-Unis la maladie de Lou Gehrig et en France la maladie de Charcot, qui conduit à une paralysie complète et à la mort en quelques années en général, s’est déclaré chez lui peu de temps après ses 20 ans.
Une vidéo mise en ligne par l'université de Cambridge en l'honneur de Stephen Hawking. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Cambridge University
Des singularités en cosmologie au rayonnement des trous noirs
Il était alors étudiant à Cambridge, où il avait l’intention d’approfondir la cosmologie avec Fred Hoyle, l’un des plus importants astrophysiciens des années 1950 et 1960 et coauteur du modèle standard en cosmologie de l’époque, avec un univers en expansion éternel et infini. À son grand désespoir (mais ce fut en réalité une chance comme Hawking le comprit rétrospectivement), il se vit attribuer comme directeur de thèse William Dennis Sciama, assez peu connu à ce moment-là. Stimulé par sa rencontre et son mariage avec Jane Wilde en 1965, et parce que sa maladie progressait moins vite que prévu, Hawking finira son doctorat en publiant à partir de 1966 des articles retentissants sur l’occurrence des singularités en cosmologie relativiste. Il y reprenait les méthodes géométriques du grand mathématicien Roger Penrose, que celui-ci avait utilisées initialement pour démontrer l’existence d’une singularité lors de la formation d’un trou noir en relativité générale classique.
Les travaux de Hawking arrivaient au moment où les découvertes des quasars et surtout du rayonnement fossile par Penzias et Wilson en 1965 venaient de réfuter la théorie de la cosmologie stationnaire de Hoyle, Hermann Bondi et Thomas Gold. La théorie du Big Bang de Georges Lemaître, Georges Gamow et Ralph Alpher allait enfin être prise au sérieux.
En utilisant les méthodes mathématiques de Penrose et en comprenant l’importance des idées de John Wheeler sur les trous noirs, les trous de vers et la cosmologie quantique, Hawking va marquer profondément la physique théorique et la cosmologie pendant les années 1970 et 1980. Influencé par les travaux de Bekenstein, Zel’dovich, Starobinsky et Linde, il se fera un nom en découvrant le rayonnement des trous noirs en 1974 et en développant plusieurs aspects importants de la théorie de l’inflation pendant les années 1980. Tous ces travaux le conduiront à développer un modèle cosmologique fascinant en 1983, universellement connu aujourd’hui sous le nom de modèle de Hartle-Hawking. Reprenant la méthode de calcul en théorie quantique dite de l’intégrale de chemin de Feynman, dont il avait pu constater l’efficacité dans ses recherches sur l’entropie et le rayonnement des trous noirs, Hawking proposait avec Hartle un modèle cosmologique fini dans l’espace et caractérisé par l’apparition du temps imaginaire au moment où l’univers était dominé par les effets de la gravitation quantique, c’est-à-dire avant le temps de Planck.
De l’entropie des trous noirs au boson de Higgs
On mesure toute la détermination et les capacités intellectuelles de Stephen Hawking quand on sait que ces travaux furent réalisés en 1974, alors qu’en raison de la paralysie causée par la SLA, il était devenu incapable de se nourrir ou de sortir de son lit par lui-même et que son état n’allait cesser de s’aggraver. Son élocution, déjà fortement altérée par sa maladie, de sorte que seules les personnes le connaissant bien pouvaient encore le comprendre, laissa la place à une incapacité totale de parler en 1985. Il avait alors contracté une pneumonie, et les médecins avaient dû lui faire subir une trachéotomie pour sauver sa vie. Depuis la fin des années 1980, il doit utiliser un ordinateur pour parler.
À la fin des années 1990 et au début des années 2000, Hawking est devenu un partisan convaincu de la théorie des supercordes, et notamment de la théorie M, parce qu’elle permet de mieux comprendre l’origine de l’entropie des trous noirs. Il publiera d’ailleurs un nouveau livre de vulgarisation sur ces sujets en 2001, L’univers dans une coquille de noix. Le livre vulgarise des théories comme la supergravité, la supersymétrie et la théorie quantique à la base de la théorie M, l’holographie et la dualité des p-branes contenues dans la théorie des supercordes et leurs implications sur les trous noirs et l’existence d’univers multiples. Sur le plan scientifique, la théorie M a convaincu Hawking qu’il avait perdu son pari sur le célèbre et profond paradoxe de l’information apparaissant avec les trous noirs et qu’il avait été le premier à signaler. Il a concédé en 2004 à John Preskill que l’information n’était pas détruite dans les trous noirs. En 2012, il a aussi concédé à Gordon Kane que le boson de Higgs existait bel et bien.
Stephen Hawking en visite voilà quelques années au LHC. L’accélérateur lui a fait perdre 100 dollars à la suite d’un pari sur la découverte d’une nouvelle particule avec le LHC. © Cern
Une carrière saluée par de nombreuses distinctions
En 2009, Hawking a quitté la prestigieuse Lucasian Chair of Mathematics à l’université de Cambridge, comme il était prévu à cause de la limite d’âge. Elle a été occupée par de grands noms de la physique, parmi lesquels ceux dont les théories ont bouleversé profondément notre vision du monde : Isaac Newton et Paul Dirac. Actuellement, c’est Michael Green qui en est le titulaire.
Titulaire de nombreuses récompenses, Stephen Hawking n’a cependant pas reçu de prix Nobel, possiblement parce que ses travaux sont trop théoriques. Mais il aurait logiquement pu recevoir le prix Nobel de physique si l’on avait détecté des trous noirs en train de s’évaporer, par exemple au LHC. Toutefois, il a reçu trois millions de dollars en 2012 en tant que lauréat du prix spécial de la Fundamental Physics Prize Foundation. Un de ses plus grands rêves était de faire un vol dans l’espace, alors qu’il a déjà effectué un vol en apesanteur en 2007 grâce à la société Zero-G, fondée par Peter Diamandis.
Très impliqué dans les médias, il a fortement participé à la communication des sciences au public. Une médaille Stephen Hawking pour la communication scientifique a été créée en 2016 pour saluer les contributions de ce type. L’astéroïde (7672) a également été nommé en son honneur. Par ailleurs, ces dernières années, il alertait le monde contre le changement climatique.
Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018, à Cambridge, au Royaume-Uni, à l’âge de 76 ans. Un film biographique sorti en 2014, intitulé Une merveilleuse histoire du temps, retrace la vie de ce grand physicien.

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Trou noir

Stephen Hawking

personnalité

• 08/01/2022

Des radioastronomes ont produit l'image la plus complète des émissions radio d'un des trous noirs supermassifs les plus proches de la Voie lactée. L'émission est alimentée par le trou noir central dans la galaxie Centaurus A, à environ 12 millions d'années-lumière, et dont la manifestation d'une éruption occupe sur la voûte céleste 16 fois la taille de la Lune.

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Astronomie

L'éruption du trou noir de Centaurus A occupe 16 fois la taille de la Lune dans le ciel

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• 01/01/2022

Cette vue d'artiste montre comment est distribuée la matière éjectée par la supernova SN 1987a, à partir des informations fournies par le spectrographe Sinfoni. © L. Calçada, ESO

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Univers

Supernova

définition

• 12/12/2021

C'est du jamais-vu et cela questionne les modèles de croissance des galaxies et des trous noirs supermassifs. La galaxie naine Leo I en orbite autour de la Voie lactée contiendrait en son centre un trou noir aussi massif que celui de notre Galaxie.

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Trou noir

Un trou noir supermassif se cacherait dans une galaxie naine proche de la Voie lactée

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• 12/12/2021

Les trous noirs ont la fâcheuse tendance à avaler tout ce qui passe à leur proximité. Fâcheuse ? Pas tant que ça. Car les chercheurs peuvent profiter de l’occasion pour percer quelques-uns de leurs secrets.

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Trou noir

Quand un trou noir déchiquette une étoile, il livre une partie de ses secrets

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• 25/09/2021

Portrait de Stephen Hawking. © DAMTP, University of Cambridge

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Astronomie

Rayonnement de Hawking

définition

• 05/09/2021

Des chercheurs espèrent pouvoir dénicher quelques spécimens de ce qu’ils ont baptisés des trous noirs « hiérarchiques ». Grâce à de récentes découvertes théoriques, quelques modélisations et surtout, de nouvelles données sur les ondes gravitationnelles.

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Trou noir

La chasse aux trous noirs « hiérarchiques » vient de commencer

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• 03/08/2021

Après le Big Bang, les sursauts gamma sont considérés comme les événements les plus lumineux de notre Univers. Et des astrophysiciens viennent de montrer que le champ magnétique qui les accompagne « se brouille » après que le matériau éjecté par l’explosion s’écrase sur le milieu environnant.

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Sursaut gamma

Sursauts gamma : une énigme de plusieurs décennies a été élucidée

actualité

• 16/06/2021

Sciences

Hawking

Stephen Hawking : ses archives et son bureau reconstitué bientôt exposés à Cambridge et à Londres

actualité

• 29/05/2021

Thomas Pesquet, une nouvelle révolution pour CRISPR et un trou noir miniature vous attendent aujourd'hui dans Fil de Science.

Sciences

Fil de Science : Thomas Pesquet, révolution CRISPR et mini trou noir | Podcast

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• 26/04/2021

Une invasion de T. rex, des vaccins contre le cancer et des images spectaculaires d'un trou noir vous attendent aujourd’hui dans Fil de Science.

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Fil de Science : Vaccin contre le cancer, T. rex et trou noir | Podcast

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• 19/04/2021

Né le 8 aout 1931 en Angleterre dans une famille anglaise exceptionnelle, son père était psychiatre et généticien et ses deux frères respectivement grand maître international aux échecs et sommité mondiale en physique statistique, le prix Nobel de physique 2020, Roger Penrose, s’est lui illustré dans le domaine des mathématiques et de la physique théorique liés à la théorie de la relativité générale.Il a commencé sa carrière de mathématicien dans les années 1950 avec une thèse en géométrie algébrique, liée aux mathématiques de la théorie de la relativité d’Einstein, passée à l’Université de Cambridge, là où Newton était professeur, et alors que ce domaine des mathématiques allait être révolutionné par le légendaire Alexandre Grothendieck.De la géométrie algébrique aux trous noirsMais au tout début des années 1960, il va s’intéresser à la relativité générale et à la cosmologie relativiste sous l’influence du physicien Dennis W. Sciama qui quelques temps plus tard sera le directeur de thèse de Stephen Hawking.Penrose va introduire des méthodes mathématiques originales issues de la géométrie algébrique et de la topologie différentielle pour éviter de longs calculs, parfois même impossibles, afin d’extraire facilement des équations de la théorie de la relativité générale leurs prédictions concernant la théorie relativiste des étoiles et de la cosmologie.En 1965, il va démontrer que ce qui sera appelé plus tard un trou noir par le génial physicien John Wheeler est une conséquence inévitable de la relativité générale appliquée à l’effondrement gravitationnel d’une étoile suffisamment massive et ayant épuisé son carburant nucléaire, confirmant les calculs déjà fait dans des cas idéalisés et donc peut-être douteux dans les années 1930 du père de la bombe atomique, Robert Oppenheimer, avec ses élèves.Roger Penrose parle de la relativité générale, des trous noirs et de sa théorie cosmologique. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © London Mathematical SocietyLe théorème découvert par Penrose implique également que le point final de l’effondrement d’une étoile en trou noir est une singularité de l’espace-temps qui s’y anéantie mais uniquement si l’on ne fait pas intervenir des aspects quantiques de la gravitation.Stephen Hawking va reprendre les idées et les méthodes de Penrose pour montrer que la théorie d’Einstein implique aussi une singularité initiale et un début de l’Univers dans le cadre de la théorie du Big Bang qui venait de devenir nettement plus crédible en 1965 avec la découverte du rayonnement fossile.Penrose va aussi introduire d’autres méthodes géométriques, en particulier ce qui sera appelé des diagrammes de Penrose-Carter, et qui vont permettre des découvertes importantes dans le domaine de la physique des trous noirs et de la cosmologie. Les calculs fait par Hawking pour découvrir son célèbre rayonnement quantique des trous noirs utilise d’ailleurs un tel diagramme.De la gravitation quantique à une théorie quantique de la conscienceDes années 1960 aux années 1970, Penrose va également développer des idées originales d’origine géométrique pour une théorie quantique de la physique en espace-temps courbe. Ses théories des « torseurs » et des réseaux de spins sont utilisé aujourd’hui pour explorer des théories quantiques de la gravitation.Les contributions et la créativité de Penrose ne s’arrêtent pas là. Dès les années 1950, il va influencer l’artiste néerlandais Maurits Cornelis Escher qui va reprendre le désormais célèbre triangle de Penrose pour en faire les noms moins célèbres « Chute d'eau » et « Montée et Descente ». Son intérêt pour la géométrie et les puzzles va le conduire également à la découverte d’un nouveau type de pavages mathématiques du plan que l’on pensait impossible et qui va se trouver avoir des applications très concrètes des années plus tard avec la découverte des quasi-cristaux.Des travaux des mathématiciens, il résultait qu'un pavage périodique dans le plan avec des objets possédant une symétrie d'ordre 5, comme par exemple un pentagone, était une impossibilité. Jusqu'au milieu des années 1970 on pensait aussi que tout pavage du plan devait se réduire à un pavage périodique. Ce fut donc une surprise quand Roger Penrose trouva un contre-exemple. À l'origine, il ne s'agissait que de mathématiques récréatives mais ce qui est aujourd'hui connu comme le pavage du plan par des tuiles de Penrose permettait effectivement de réaliser un pavage non pas périodique mais quasi-périodique du plan avec des structures possédant une symétrie d'ordre 5. © Ianiv SchweberPenrose s’interroge depuis des années sur la physique de la conscience. Ayant également une conception platonicienne des mathématiques, il pense qu’on les découvre et que la conscience humaine n’est pas le résultat de l’exécution d’algorithmes sur un ordinateur, inspiré en cela notamment par les travaux du mythique logicien Kurt Gödel, lui aussi tenant d’un platonisme mathématique. Il pense également que la conscience repose sur des processus quantiques mais qu'une nouvelle mécanique quantique est nécessaire pour vraiment en rendre compte.Ces dernières années, Penrose a aussi proposé et défendu une nouvelle cosmologie, dite conforme et cyclique, en tant qu’alternative à la théorie de l’inflation dont il doute, doute qu’il étend d’ailleurs à la théorie des supercordes. Il pense que son modèle cosmologique est testable avec le rayonnement fossile notamment mais pour le moment, les preuves qu'il avance ne rencontre que du scepticisme.Roger Penrose nous parle de ses idées sur l'origine de la conscience et comment il en est venu à écrire un puis deux célèbres livres à ce sujet. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Lex FridmanOn peut légitimement penser que Penrose est l’un des dignes successeurs de Newton et comme lui l’un des Géomètres de l’Univers et l’un des « bâtisseurs du ciel ».Roger Penrose a écris plusieurs livres dont certains sont incontournables, en voici quelques exemples.Les deux infinis et l'esprit humain À la découverte des lois de l'univers: La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physiqueLes Cycles du temps: Une nouvelle vision de l'UniversThe Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics Une présentation par Roger Penrose et ses collègues de son modèle de cosmologie cyclique conforme (CCC). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © skydivephil

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Théorie de la relativité générale

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personnalité

• 16/04/2021

Les impulsions radio géantes (GRP) sont des flashs sporadiques émis par certains pulsars qui durent quelques microsecondes et qui sont des centaines à des milliers de fois plus brillantes que les impulsions régulières de ces sources. Dans le cas du célèbre pulsar du Crabe, les GRP accompagnent aussi des flashs X puissants. Cela implique que l'énergie totale émise à ces occasions est des dizaines à des centaines de fois plus élevée que ce que l'on pensait auparavant.

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• 12/04/2021

L'astronomie des neutrinos a fait de grands progrès ces dernières décennies et, après la détection des neutrinos solaires et des supernovae, elle se connecte de plus en plus aujourd'hui à l'astrophysique des trous noirs. On commence à observer les neutrinos émis par les étoiles détruites par les forces de marée des trous noirs supermassifs.

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La destruction des étoiles par des trous noirs trahie par les neutrinos émis

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• 28/02/2021

Cygnus X1 a été le premier trou noir stellaire découvert grâce à ses émissions de rayons X et pendant un temps il était le plus proche connu de l'Humanité dans la Voie lactée. De nouvelles évaluations de sa masse, de sa distance et de sa vitesse de rotation surprennent et remettent en question nos idées sur l'évolution des étoiles massives génitrices de ce type de trou noir.

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• 19/02/2021

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Exploiter l'énergie d'un trou noir ? C'est possible

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• 16/01/2021

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Cosmologie

Décès de Isaak Khalatnikov, théoricien de la singularité du Big Bang et co-créateur avec Landau de la bombe A russe

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• 14/01/2021

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Un trou noir supermassif périodiquement en éruption produisant des crêpes stellaires ?

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• 14/01/2021