Les scientifiques « terre à terre » pensent généralement que la matière noire n’a aucun impact sur notre vie quotidienne. Cependant, si la matière noire avait été composée de trous noirs primordiaux de masse d’astéroïdes, certains d’entre eux auraient pu entrer en collision avec le Soleil et couler en son centre.
Stephen Hawking a suggéré en 1971 que l’accrétion sur un trou noir primordial pourrait alimenter le Soleil en plus de la fusion nucléaire.
Sa proposition aurait pu résoudre le déficit de neutrinos solaires observés, souligné par John Bahcall. John a eu la générosité de prendre un pari et de m’offrir une bourse postdoctorale en astrophysique, même si je ne savais pas comment le Soleil brille. À l’heure actuelle, le problème des neutrinos solaires était expliqué comme la transformation des neutrinos électroniques en d’autres saveurs lorsqu’ils traversent l’intérieur solaire.
La nature de l’interaction entre les trous noirs et les étoiles change qualitativement à mesure que nous composons la masse du trou noir. Commençons à monter en masse des trous noirs de masse d’astéroïdes à des trous noirs de masse stellaire.
Les ondes gravitationnelles détectées par LIGO-Virgo-KAGRA ont confirmé que les trous noirs résultent de la mort d’étoiles massives. Si un trou noir de masse stellaire est accompagné d’une étoile compagne sur une orbite suffisamment étroite, le trou noir accrète le gaz de l’enveloppe de l’étoile compagne et apparaît comme un binaire à rayons X.
L’interaction avec une étoile compagnon change radicalement autour des trous noirs supermassifs au niveau des noyaux galactiques.
Les images radio du télescope Event Horizon ont confirmé l’existence de trous noirs supermassifs, comme le trou noir de 4 millions de masse solaire de la Voie Lactée, Sagittarius A* , abrégé en Sgr A*.
Lorsqu’une étoile comme le Soleil arrive à une distance de dix fois l’échelle de l’horizon des événements de Sgr A*, elle est déchirée par la marée gravitationnelle de Sgr A* et convertie en un flux de gaz en forme de spaghetti qui s’enroule autour et finit par alimenter le trou noir. Avec mon élève, Betty Hu, j’ai étudié dans un article récent, un autre processus qui pourrait détruire des étoiles et alimenter un trou noir supermassif : la collision étoile-étoile.
Près d’un trou noir, les étoiles se déplacent à une fraction significative de la vitesse de la lumière et leurs collisions produiraient une éruption semblable à une supernova. Au lendemain d’une collision, le trou noir central sera alimenté en débris stellaires et pourrait briller de mille feux pendant quelques années.
L’horizon des événements du trou noir évolue avec la masse et définit la taille de sa bouche alors qu’il se régale d’étoiles. Pour une masse supérieure à cent millions de masses solaires, la force de marée à l’horizon serait inférieure à la gravité propre d’une étoile semblable au Soleil. En conséquence, les trous noirs les plus massifs de l’Univers avalent des étoiles entières. L’éventuelle perturbation des marées est cachée derrière l’horizon. Comme à Las Vegas : « Ce qui se passe à l’intérieur de l’horizon, reste à l’intérieur de l’horizon. »
Les trous noirs les plus massifs de l’Univers ont une masse de dix milliards de masses solaires et résident au centre des amas de galaxies. Leur horizon est aussi grand que la ceinture de Kuiper dans le système solaire à cent fois la séparation Terre-Soleil. Même si la bouche du trou noir aurait pu contenir toutes les planètes, la marée gravitationnelle les détacherait du Soleil avant son arrivée à la bouche.
Si le système solaire était sur une trajectoire de collision frontale avec un trou noir supermassif, toutes les planètes auraient été arrachées du Soleil avant qu’il ne pénètre à l’intérieur de l’horizon. C’est une bonne nouvelle pour la survie des civilisations sur des planètes habitables semblables à la Terre autour d’étoiles semblables au Soleil. Ils éviteraient la mort près de la singularité du trou noir car leur planète d’origine serait éjectée dans l’espace à un pour cent de la vitesse de la lumière. Il y a dix ans, j’ai écrit un article avec mon étudiant de l’époque, Idan Ginsburg, dans lequel nous avons calculé les statistiques de ces planètes à hypervitesse.
Ce destin pourrait modifier les aspirations spatiales de civilisations technologiques comme la nôtre. Alors qu’il envisage de s’installer sur Mars, Elon Musk insiste souvent sur l’importance de devenir une espèce multiplanétaire pour éviter une catastrophe en un seul point sur Terre. Mais franchement, si nous devions résider sur une planète se rapprochant de l’horizon des trous noirs de 7 milliards de masse solaire dans la galaxie géante M87 , je préconiserais de rester sur notre planète afin de profiter de la balade exaltante dans notre avenir.
En 2009, j’ai écrit avec mon ancien post-doctorant, Avery Broderick, le premier article détaillé suggérant que nous imaginions le minuscule anneau de lumière autour du trou noir dans M87 à des longueurs d’onde millimétriques, 44 millions de fois plus petites que la taille angulaire du Soleil, en utilisant un interféromètre radio de la taille de la Terre.
Cette tâche a été accomplie une décennie plus tard par le télescope Event Horizon et présentée pour la première fois dans la salle de conférence de la Black Hole Initiative à l’Université de Harvard, dont j’ai été le directeur fondateur.
Si nous avions résidé sur une planète s’approchant de l’horizon M87, alors l’anneau de lumière de ce trou noir aurait occupé une grande partie de notre ciel, plus grande que le Soleil.
Longtemps après l’éjection gravitationnelle de la fronde d’un système de type solaire, la surface de la Terre gèlerait en l’absence d’apport de chaleur du Soleil ou de M87. Mais la chaleur radioactive maintiendrait les couches souterraines à une température habitable, comme je l’ai expliqué dans un article sur la vie souterraine avec mon ancien post-doctorant, Manasvi Lingam.
Lorsque la planète semblable à la Terre est projetée à un pour cent de la vitesse de la lumière, ses habitants pourraient survivre dans une base souterraine scellée, en maintenant les conditions atmosphériques et alimentés par l’électricité et la chaleur des réacteurs nucléaires artificiels.
L’agriculture souterraine serait réalisable en utilisant les grands réservoirs d’eau dans les roches de la Terre , ce qui est comparable à la quantité d’eau dans les océans .
Ces vaisseaux spatiaux intergalactiques créés par la nature traversent cent millions d’années-lumière au cours de l’âge de l’Univers.
Ils offrent un tour à travers un grand volume de l’Univers sans frais. Toute civilisation souterraine voudrait obtenir des données de télescopes distants sur la surface gelée de sa planète et voir l’univers environnant alors qu’elle la traverse.
À tous les voyageurs intergalactiques : bon voyage !
Avi
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