Première image du trou noir galactique Sagittarius A*: un décryptage inédit

Après cinq années de calculs et d’analyses, la collaboration internationale du télescope Event Horizon (EHT) a livré le 12 Mai 2022 l’image de Sagittarius A* (Sgr A*), le trou noir géant tapi au centre de notre galaxie (la Voie lactée), à 27 000 années-lumière de la Terre. Jusqu’à présent, on ne percevait qu’indirectement sa présence, à partir de quelques émissions dans le domaine radio et l’observation des trajectoires des étoiles orbitant à grande vitesse autour d’une masse gigantesque mais invisible. Après celle obtenue par l’EHT en 2019 du trou noir central de la lointaine galaxie M87, c’est donc la seconde image directe de ce type d’astre dont on dispose à ce jour.

Figure 1. Première image du trou noir géant Sagittarius A* situé au centre de la Voie lactée, dévoilée par les équipes du programme international de radioastronomie Event Horizon Telescope. © EHT Collaboration/ESO
Une recomposition complexe

Souvenez-vous. La toute première image télescopique d’un trou noir entouré d’un disque de gaz chaud avait été dévoilée en avril 2019 par les mêmes équipes de l’EHT : il s’agissait du trou noir M87* situé au centre de la galaxie elliptique géante M87, distante de 56 millions d’années-lumière. Les observations de Sgr A* avaient été effectuées en avril 2017, lors de la même campagne que celles de de M87*. S’il a fallu cinq années d’analyse pour Sgr A* contre deux pour M87*, c’est parce que durant le temps de pose des observations – de l’ordre de l’heure – , l’émission lumineuse du disque de gaz autour de Sgr A* est très variable, alors que celle autour de M87* est figée. La raison tient à ce que Sgr A* a une masse 1500 fois plus faible que M87* (4 millions de masses solaires pour SgrA* contre 6 milliards pour M87*), de sorte que l’échelle de temps caractéristique de la variabilité lumineuse, donnée par la simple formule  GM/c3, est beaucoup plus rapide : 20 secondes, contre plusieurs heures pour M87*.

Figures 2a-b. En haut, le montage illustre l’énorme différence de tailles entre M87* et SgrA*, rapportées à la taille de notre système solaire. En bas :en raison de sa taille géante, la structure lumineuse autour de M87* a très peu varié au cours des 4 jours d’observations effectuées en avril 2017.

Tenter de capturer une image nette de SgrA* dans un temps de pose d’une heure revenait donc à prendre la photo d’un chien courant après sa queue. Il a fallu un travail d’intégration  considérable pour reconstruire une image “moyenne” de SgrA* suffisamment nette, comme le montre clairement la figure 3.

Figures 3a-b. A gauche, plusieurs dizaines de clichés de SgrA* montrent sa grande variabilité temporelle, au point que la reconstruction d’une image moyennée ne peut reproduire précisément l’état du flot d’accrétion (position incertaine des surbrillances). A droite en revanche, pour M87*, en raison de sa taille géante, la structure lumineuse qui l’entoure a très peu varié au cours des 4 jours d’observations effectuées en avril 2017, de sorte que l’image moyenne reflète assez fidèlement l’état réel du flot d’accrétion.

Pour atteindre la résolution angulaire nécessaire pour imager SgrA* et M87*, équivalente à l’angle minuscule sous lequel nous verrions depuis la Terre une pomme sur la Lune, l’EHT a utilisé un réseau de radiotélescopes s’étendant de l’Antarctique à l’Amérique du Nord en passant par le Chili, les îles Hawaï et l’Europe de façon à avoir l’équivalent d’un instrument unique de taille planétaire, fonctionnant en mode interférométrique.    

Figure 4. Les huit radiotélescopes du réseau EHT utilisés en avril 2017

Ce qui frappe de prime abord, c’est que les deux photographies de M87* et de SgrA* se ressemblent beaucoup : au centre, une ombre noire, image de l’horizon des événements (nom donné, je le rappelle, à la surface intangible d’un trou noir) agrandie d’un facteur 2,6 – (comme je l’avais montré dans mon article de 1979, cf. fig. 5), entourée d’une couronne lumineuse jaune-orangée, floue et présentant des taches de surbrillance.

Figure 5. Schémas extraits de mon article de 1979 et de mon ouvrage de vulgarisation “Le destin de l’univers” (2006), illustrant comment “l’ombre” d’un trou noir est l’image agrandie de son horizon des événements d’un facteur 2,6, en raison d’un effet de lentille gravitationnelle. Un anneau de lumière très fin, appelé anneau de photons, l’encercle.
Figure 6. Les deux images télescopiques ressemblantes de M87* et SgrA*

La différence la plus importante est l’apparence de trois taches surbrillantes bien distinctes dans l’anneau lumineux de SgrA*, alors que l’anneau de M87 est continu avec deux zones de surbrillance contigues. De même, l’ombre centrale paraît moins ronde pour SgrA*, sans doute en raison du grand nombre d’images qu’il a fallu intégrer pendant les heures d’observations.

Un catalogue de plusieurs milliers de simulations numériques a été établi aux fins de comparaison avec les clichés de l’EHT et de fixer des plages de valeurs probables pour les caractéristiques physiques (angle de vue, spin, etc)  de SgrA*. Du gaz chaud ionisé tourne rapidement autour du trou noir, formant comme des bras spiraux qui deviennent plus brillants à leur tangence avec l’anneau de photons, où la lumière est amplifiée par lentille gravitationnelle forte. Ce sont ces points brillants qui sont intégrés au cours du temps, et qui donnent la structure générale des couronnes lumineuses.

Figure 7. Il a fallu effectuer des milliers de simulations numériques pour reconstruire une image nette de SgrA*
Disque d’accrétion ou anneau de photons?

Que révèlent au juste ces deux clichés historiques ? A première vue (vue réservée cependant à quelques connaisseurs) on est tenté de les comparer avec les simulations numériques effectuées en 1979 par moi-même et en 1989 avec mon collaborateur Jean-Alain Marck:

Figure 8. Première simulation numérique d’un trou trou noir entouré d’un disque d’accrétion, parue en janvier 1979, avec légendes ajoutées. L’ombre du trou noir est au centre. “L’image du dessus” est l’image directe (dite) primaire du disque d’accrétion, déformée cependant par le champ de gravité. L’ISCO (Inner Stable Circular Orbit) est la dernière orbite stable marquant le bord interne du disque d’accrétion. L’anneau lumineux qui entoure l’ombre  est la superposition de l’anneau de photons et des images secondaire, tertiaire, etc. du disque d’accrétion. L’effet Doppler dû au mouvement du gaz à vitesse relativiste explique la forte asymétrie du flux lumineux apparent vu à grande distance. Le flux lumineux calculé est  cependant “bolométrique”, c’est-à-dire intégré sur toutes les longueurs d’onde du rayonnement électromagnétique.
Figure 9. Simulations numériques effectuées avec Jean-Alain Marck en 1989, reprenant mes calculs de 1979 mais y ajoutant de fausses couleurs et des angles de vue variables, grâce aux progrès des ordinateurs de l’époque.

d’en relever les frappantes similitudes :

Figure 10. Ressemblances à première vue frappantes entre les images télescopiques (en haut) et les simulations numériques (en bas)

et d’en tirer des conclusions rapides concernant la structure du disque d’accrétion et l’angle sous lequel il est vu depuis la Terre:

Figure 11. Une interprétation à première vue tentante…

J’avoue m’être moi-même laissé entraîner par cette interprétation, qui d’une part flattait mes calculs pionniers, d’autre part n’était aucunement démentie par les chercheurs de l’EHT, qui m’ont au contraire déroulé un tapis rouge lors de la première conférence tenue sur le sujet à l’Université de Harvard en juin 2019.

Figure 12. Ma conférence de clôture de la Black Hole Initiative Conference tenue à l’Université de Harvard les 20-22 mai 2019 après la publication de la première image télescopique de M87*.

Au point que, tant pour l’image de M87* que pour celle plus récente de SgrA*, cette interprétation a été reprise dans la plupart des médias de vulgarisation scientifique. D’autant que les articles spécialisés  publiés par les chercheurs de l’EHT, bourrés de détails techniques, restent étrangement vagues sur la question…

Or, la réalité physique est toujours plus complexe que nos premières grilles de lecture. Une analyse plus fine, faite depuis 2019 sur M87* et renforcée en 2022 par celle de SgrA*,  suggère que  la couronne lumineuse en forme de « donut » n’est pas l’image directe des disques d’accrétion gazeux orbitant autour de leurs trous noirs respectifs, et que les surbrillances ne reflètent pas complètement l’état réel du gaz autour du trou noir, ni ne traduisent  l’effet Doppler dû à la rotation relativiste du gaz  !

En effet, les disques d’accrétion autour des trous noirs géants rayonnent essentiellement dans les domaines de longueur d’onde du visible et de l’infrarouge (autour des trous noirs stellaires ils rayonnement même essentiellement en rayons X). Or, les observations de l’EHT ne sont pas du tout bolométriques comme dans nos simulations de 1979 et 1989, mais sont monochromatiques, c’est-à-dire effectuées dans la longueur d’onde millimétrique très précise de 1,3 mm. Il en résulte, primo, que les couleurs des images de l’EHT sont fausses, codant l’intensité du rayonnement et non pas ses fréquences (avec le même codage que nous avions déjà utilisé en 1989). Secundo et surtout, il se trouve qu’à cette longueur d’onde, la structure la plus lumineuse n’est pas l’image primaire du disque lui-même, mais ce qu’on appelle l’« anneau de photons », prédit par la théorie de la relativité générale et que j’avais déjà calculé en 1979, cf. la figure 5 ci-dessus. Il s’agit de l’anneau brillant, et normalement très fin, formé par les rayons lumineux qui, entre le disque d’accrétion et l’observateur, ont emprunté des orbites très infléchies par le champ de gravité et accompli n/2 tours (n entier > 0) du trou noir avant de s’échapper vers l’observateur lointain. La théorie prédit en fait une série discrète d’anneaux, indexée par n, mais ils s’accumulent vite les uns sur les autres dès que n dépasse 1, définissant à la limite (n infini) une courbe dite « critique » qui enserre exactement l’ombre du trou noir.

Figure 13. A gauche, schéma pédagogique expliquant comment l’anneau de photons (photon sphere) est constitué des photons issus de l’environnement du trou noir (disque d’accrétion, plasma, etc) dont les trajectoires ont été déviées par le champ de gravité du trou noir au point d’être focalisées au sein d’une mince couche sphérique de lumière. A droite, une simulation numérique précise faite en 2017 par Frédéric Vincent, un jeune collègue du Laboratoire Univers et Théories de l’Observatoire de Paris, montrant la superposition de l’anneau de photons (très mince) et des image secondaire tertiaire, etc. du disque d’accrétion.

Ceci est clairement confirmé par le fait que l’image de SgrA* donne la taille de l’anneau de lumière : à une distance 26 000 années-lumière, son diamètre apparent moyen, de 52 micro-arcseconde, correspond à un diamètre intrinsèque de 60 millions de kilomètres, ou 3,2 minute-lumière. C’est, à quelques pourcent près, le diamètre de l’ombre d’un trou noir de 4,1 millions de masses solaires en rotation, décrit théoriquement par la solution de Kerr.  Cette masse, déduite de l’observation télescopique, est en excellent accord avec celle obtenue via le suivi des trajectoires stellaires au voisinage, étudié depuis près de trente ans par les équipes de Reinhard Genzel et Andrea Ghez, qui ont pour cela obtenu le prix Nobel de physique 2020 (voir ici le billet de blog que je leur ai consacré à l’époque).

Figure 14. Annonce du prix Nobel de physique 2020, attribué pour moitié au théoricien britannique Roger Penrose pour avoir prédit l’inéluctabilité de la formation des trous noirs en relativité générale, et pour autre moitié aux astronomes R. Genzel et A. Ghez pour avoir traqué durant plus de vingt ans le candidat trou noir galactique SgrA*.

Il en allait de même avec l’image de M87* : le diamètre apparent moyen de son anneau de lumière correspondait au diamètre de l’ombre d’un trou noir de 6 milliards de masses solaires en rotation.

Figure 15. Montage entre mes premières simulations numériques de 1979 et de 1989 (en haut) et les reconstructions de l’EHT (en bas). Les anneaux de photons apparaissant dans les simulations numériques, fins et très faiblement lumineux par rapport au flux bolométrique du disque d’accrétion, deviennent la structure principale dans les images télescopiques monochromatiques de l’EHT.

Avec SgrA* et M87* on retrouve donc, via le modèle du trou noir de Kerr de la relativité générale, les confirmations de leurs masses centrales déduites de la dynamique stellaire environnante. Comme les masses de Sgr A* et M87* diffèrent d’un facteur mille, il s’agit là d’une confirmation éclatante du fait théorique que les propriétés des trous noirs sont invariantes d’échelle.

Des caractéristiques encore mal comprises

Contrairement au système de M87* montrant clairement des jets, ce qui permettait de fixer une inclinaison de 30° entre la ligne de visée depuis la Terre et l’axe polaire du trou noir (donc 60° par rapport au plan du disque), SgrA* ne montre pas ou plus de jets – sans doute parce que le taux d’accrétion est devenu extrêmement faible par rapport à des temps passés. Il en résulte que les observations de l’EHT ne donnent aucune indication sur l’inclinaison du système SgrA* par rapport à l’observateur (je précise qu’il n’y a strictement aucune raison pour que le plan du disque ou du tore d’accrétion de SgrA* soit aligné sur le plan galactique, les deux systèmes aux échelles de taille et de masse radicalement différentes étant totalement découplés sur le plan dynamique). Les équipes de l’EHT ont donc dû effectuer des milliers de simulations magnéto-hydrodynamiques (MHD), faisant varier les paramètres gouvernant l’image : angle d’inclinaison, moment angulaire du trou noir, taux d’accrétion, etc.. Ce  n’est qu’en comparant les reconstructions de données prises par l’EHT avec cet immense catalogue numérique que des plages possibles de valeurs des paramètres peuvent être suggérées.

En tout état de cause, les meilleurs (ou moins mauvais) ajustements pour SgrA* sont obtenus pour un angle d’inclinaison de 10° par rapport à l’axe polaire, soit 80° par rapport au plan du disque, et toutes les inclinaisons supérieures à 50° (c’est-à-dire plus proches de la vue de profil que j’avais publiée en 1979) sont totalement exclues. Le système est donc vraisemblablement « presque » vu de face, pas tout à fait mais un peu plus quand même que M87*. Sous un pareil angle, l’effet Doppler est quasi inexistant (les articles n’en parlent même pas), mais les comparaisons avec nos simulations de 1989 pour différents angles de vue restent pertinentes.

Il en va de même  avec le moment angulaire. Un trou noir en rotation, décrit en théorie de la relativité générale par la métrique de Kerr, est entièrement caractérisé par sa masse et son “moment angulaire” (aussi appelé moment cinétique). Ce dernier dépend de la taille, de la masse et de la vitesse angulaire de rotation ; il ne peut pas dépasser une certaine limite critique, dite “extrémale”, au-dessus de laquelle l’horizon des événements « éclaterait ». Cette limite correspond à une vitesse de rotation de l’horizon égale à la vitesse de la lumière. Pour simplifier on rapporte généralement le moment angulaire d’un trou noir à sa valeur extrémale. Le nombre obtenu, appelé spin, est donc compris entre 0 (rotation nulle) et 1 (état extrémal).

Tout comme pour M87*, le spin de Sgr A* n’a pas pu être mesuré dans les observations de l’EHT. Les chercheurs estiment toutefois que l’accord avec leurs modèles fondés sur des simulations numériques est meilleur pour un spin élevé (supérieur à 0,5) que pour un spin nul – ce qui me surprend un peu dans la mesure où d’autres observations pré-EHT suggéraient que le spin de SgrA* ne devait pas dépasser 0.1 (et 0.4 pour M87*). Une nouvelle campagne d’observations EHT a eu lieu en mars 2022, avec davantage de radiotélescopes intégrés dans le réseau ; on peut donc espérer prochainement (2024?) une image plus fine, avec peut-être la mesure du spin.

En tout état de cause,  les valeurs inférées pour l’angle de vue quasi polaire et du spin relativement élevé aussi bien de SgrA* que de M87* permettent de mieux comprendre l’aspect des couronnes de lumière qui entourent l’ombre de leurs trous noirs respectifs. En effet, pour un trou noir statique (solution dite de Schwarzschild), modèle utilisé dans les premières simulations de 1979 et 1989, le bord interne du disque d’accrétion ne peut pas toucher l’horizon des événements du trou noir : les orbites circulaires suivies par les particules se maintiennent jusqu’à une distance critique (ISCO, cf. figure 8) égale à trois fois le rayon du trou noir. Mais lorsque le spin augmente (trou noir de Kerr), le bord interne se rapproche de l’horizon, et finit par se confondre avec l’anneau de lumière, y ajoutant donc sa propre luminosité.

Figure 16. Ce schéma illustre la façon dont le bord interne d’un disque d’accrétion se rapproche de l’horizon des événements lorsque le spin du trou noir augmente.

C’est bien ce que l’on voit sur les images de SgrA* et M87* reconstruites par l’EHT : leurs couronnes lumineuses floues et élargies par manque de résolution  résultent de la superposition entre l’image primaire du bord interne du disque d’accrétion et ses images secondaire, tertiaire, etc. constituant l’anneau de photons – dominant à la longueur d’onde d’observation.

Le fait que le flux soit dominé par l’anneau de photons explique aussi la ressemblance entre les deux images, quelque soit l’angle de vue. L’image primaire d’un disque d’accrétion dépend en effet très sensiblement de son angle de vue (cf. figure 9), ce qui n’est plus le cas avec l’anneau de photons et les images du disque d’ordre supérieur ou égal à 2, qui apparaissent toujours circulaires pour cause de focalisation gravitationnelle. Je gage donc que, si dans un proche futur le réseau étendu de l’EHT capture l’image d’autres trous noirs supermassifs sous des angles de vue très différents, leurs images ressembleront à celles déjà obtenues pour SgrA* et M87*!

En ce qui concerne les trois taches brillantes présentes dans l’anneau de SgrA*, sur lesquelles on a beaucoup glosé, à première vue on serait tenté de les interpréter comme des bulles de gaz chaud tournant dans le bord interne du disque d’accrétion. Il est certain qu’en raison de la turbulence magnétohydrodynamique, il y a des bulles de gaz chaud plus lumineuses que le reste de la structure d’accrétion, mais elles tournent autour du trou noir à des vitesses proches de la vitesse de la lumière et effectuent un tour complet en quelques dizaines de secondes à peine, de sorte qu’avec la résolution temporelle limitée de l’EHT (1 heure, répétons-le), il est impossible de les localiser précisément.  L’image révélée au public n’est donc qu’une moyenne entre plusieurs reconstructions floues, et les trois points lumineux le long de l’anneau sont des artefacts de superposition plutôt que les vrais emplacements de bulles chaudes (curieusement, les articles techniques ne sont pas très clairs à ce sujet). La raison technique est que les données observationnelles sont de type interférométrique, de sorte que l’image doit être reconstruite par une procédure mathématique (dite « transformée de Fourier » inverse) qui, avec seulement 8 radiotélescopes, n’est pas univoque. Les trois zones de surbrillance dépendent donc de la “méthodologie” de reconstruction adoptée et ne sont pas significatives de l’état réel du gaz orbitant autour de SgrA*.

Mentionnons enfin que des tests comparatifs ont aussi été effectués avec des théories alternatives de la gravitation, dans lesquelles il n’y aurait pas d’horizon des événements, donc pas de trou noir au sens strict. Mais toutes sont en échec, ce qui confirme le modèle de la relativité générale et la métrique de Kerr autour d’un trou noir en rotation.

Figure 17. Ce modèle de “gravastar”, dans lequel la formation d’une bulle d’énergie répulsive empêche la formation d’un trou noir, n’est pas compatible avec l’analyse fine des données de l’EHT. Il en va de même pour d’autres modèles alternatifs (antimatière répulsive,masses négatives, etc.)

La traque d’autres trous noirs supermassifs

Des (candidats) trous noirs connus, Sgr A* et M87* sont les deux plus gros en taille apparente sur le plan du ciel, le diamètre angulaire de leur ombre étant proportionnel à M/d, où M est la masse du trou noir et d sa distance, avec M/d très voisins pour Sgr A* et M87*.

Figure 18. Ce montage illustre comment les tailles et les distances très différentes de M87* et SgrA* se compensent pour donner, vu depuis la Terre, un diamètre angulaire apparent du même ordre, soit 50 microarcseconde.

Après les retentissants succès obtenus en 2019 avec la reconstruction de l’image télescopique du trou noir géant M87* puis celle de SgrA* en 2022 (Q91), de nouvelles stations de radioastronomie comme le Kitt Peak National Observatory en Arizona, le Greenland Télescope Project au Groenland et l’interféromètre NOEMA du Plateau de Bure dans les Alpes françaises ont agrandi le réseau rebaptisé NgEHT (Ng pour « Next generation »), afin d’en améliorer les performances.

Figure 19. Extension planétaire du réseau EHT initial pour former le NgEHT, désormais opérationnel

Je l’ai dit plus haut, une seconde campagne d’observations combinées a eu lieu en mars 2022. Le trou noir qui “arrive juste derrière” M87* et SgrA*, avec une taille apparente environ deux fois plus petite, est l’objet  supermassif M31* d’environ 140 millions de masses solaires, situé à 2,5 millions d’années-lumière au cœur notre grande voisine, la galaxie d’Andromède. C’est sans aucun doute une cible privilégiée pour le réseau NgEHT.

Figure 20- La galaxie d’Andromède (M31) vue dans plusieurs domaines de longueur d’onde. Elle abrite très probablement en son centre un trou noir supermassif dépassant les 100 millions de masses solaires.

Dans un futur plus lointain le réseau interférométrique pourra s’étendre à des radiotélescopes en orbite autour de le Terre, voire installés sur la Lune, ce qui ouvrirait une ère nouvelle pour la détection télescopique directe de dizaines de trous noirs supermassifs.

En revanche, en ce qui concerne les dizaines de trous noirs stellaires connus dans notre galaxie (détectés indirectement dans les sources X binaires), leur taille apparente est 10 000 fois plus petite, et leur ombre restera à jamais inobservable par un interféromètre de type EHT.

 

12 réflexions sur “ Première image du trou noir galactique Sagittarius A*: un décryptage inédit ”

  1. Bonsoir!

    Au fond, “les trous noirs” / “sont irrésolus”, nous disent de concert, la pianiste et le physicien qui ont vu là une renversante anagramme!
    Monsieur Popper nous a chanté la messe de l’univers irrésolu en faisant l’apologie de l’indéterminisme.
    Un décryptage inédit…Topissime, a dit un fidèle.
    On attend la bénédiction d’un prêtre du cosmos…
    Ite, missa est.

    Gérard

  2. He bien, j’avais déjà lu cet article dans les pages Facebook de JP, mais aujourd’hui enfin j’ai pu le comprendre dans les grandes lignes, alors je me permets un commentaire en parlant à mon téléphone depuis un Intermarché parking de la Côte d’Azur. Soyez donc indulgent pour les fautes de transcription.
    Quand j’ai vu pour la première fois l’image de M 87 trou noir, j’avais été étonné qu’il se présente de face. Pour celle de Sagitarus je renoncer même à l’étonnement ne n’étant pas un expert.
    Pour résumer l’article de GPL, l’image que nous avons de ces deux trou noir n’est pas l’image complète du trou noir c’est-à-dire le gaz tombant sur la singularité, Mais c’est seulement l’image de l’anneau de photos, qui pour des raisons théoriques de focalisation gravitationnelle apparaît toujours de face à l observateur Et qui est démesurés ment amplifier et Floutisé, par les techniques d’interprétation des clichés.

    Ainsi, si avec les mêmes techniques d’imagerie on obtenait autre chose qu’une image de « trou noir facial », On aurait un problème théorique, D’où la gageur de Jean Pierre. Et j’attends les prochains résultat moi aussi.

    Alors quand même deux autres étonnements:

    Jean Pierre ne peut pas être tout seul à s’être interrogé ? Sans doute a-t-il eu à cœur d’être le premier.

    Le deuxième étonnement, c’est que Jean Pierre insiste pour faire la diffusion de ce correctif pour la vérité que constitue son article. Étant un peu désespéré de mes volontés dures en ce moment, ça me fait du baume au cœur pour l’humain.

  3. Bonjour!

    Merci à Monsieur Luminet de nous instruire encore une fois sur l’évolution des sciences qu’il connaît et pratique.

    Merci pour ce partage du savoir au plus grand nombre.

    Les trous noirs en cent questions…Tant de choses en cent questions dans tous les domaines. Tant de réponses apportées avec des cents d’encres pour nous éclairer et changer sans doute les couleurs du temps, les couleurs du monde. Noir c’est noir, tu m’apportes l’espoir…On connaît la chanson.

    “Énergie noire” en tes lettres permutées, à savoir “reine ignorée”, as-tu enfin rencontré pour de bon, notre Salomon de l’astrophysique du laboratoire de Marseille?

    A la fin de son livre Monsieur Luminet en appelle aux jeunes générations et les encourage à se lancer sur la voie scientifique qui est la sienne. On pense à l’aventure-lion dont parlent Messieurs Pauwels et Bergier dans “Le matin des magiciens” :

    “Il me faudrait une aventure-lion. Je me ferais physicien théorique, pour vivre au cœur ardent du romantisme véritable”.

    Citation reproduite plus ou moins fidèlement par Monsieur Staune en exergue d’un chapitre qui pose la question :

    “Quelle est la nature de la réalité ultime?”

    Madame Stengers et Monsieur Prigogine ne l’entendent pas de cette oreille dans leur “Nouvelle alliance” et n’acceptent ni peu ni prou une telle “croisade”, qui ne tient pas compte des problèmes matériels et techniques cruciaux. Ils préfèrent et de loin se référer aux Études newtoniennes de Monsieur Koyré pour éclairer le projet de la science moderne.

    Eh bien oui, il y a la sphère sociale et il faut faire avec! Parmi toutes les personnalités susmentionnées, honorables gens qui travaillent, cherchent et publient des livres, on ne voit personne, la casquette en arrière s’en aller tourner dans les bals populaires. Pour eux, c’est une autre musique, de la grande bien sûr!

    Pourtant, le petit peuple, paysans et ouvriers – enfin, ce qu’il en reste! – participent aussi, comme contribuables, à la vie des laboratoires reconnus d’utilité publique.

    J’étais, hier, dans un bar à Saint-Maixent-L’École et me suis plu à me mêler à la conversation des piliers avec leur verre à la main. Comment ne pas saisir chez eux au tréfonds de leur être, une petite étoile, un piano qui danse?

    Ne tirez pas sur eux Messieurs les savants, “une brève de comptoir” par une belle anagramme “comporte bien du rêve”!

    “T’as l’bonjour d’Albert” semble nous dire notre maître des étoiles, quand il voit le superbe spectacle de l’amour offert par le tango de deux trous noirs.

    Quid de ces “ondes gravitationnelles” annonçant “le vent d’orages lointains” par leurs lettres interverties, Monsieur Bardou, vous qui aimez vous plonger au cœur des plus grands mystères de l’univers et de nous-mêmes?

    Je viens de nouveau d’écouter, si je puis dire, le prélude du maestro dans “L’écume de l’espace-temps” qui me fait penser à ces disciplines de l’esprit humain, telles ces petites rivières, fussent-elles parfois insolentes, irriguant les terres de la Junon des sciences.

    Noir c’est noir et le beau noir est un objet de réflexion pour ceux qui sur les erres de Gaston Bachelard, essaient de faire une sorte de psychanalyse de l’esprit scientifique où dans le dialogue de l’astronome et du philosophe, se distinguent l’idée et l’image.

    Entre Freud et Proust, quelle figure uranienne issant du trou d’un lac inconnu saura faire passer la lumière?

    Système solaire ou trou noir, pour dire comme René Étiemble, parlant du mythe de Rimbaud?

    Un jeune homme riche et cultivé pour faire l’affaire?

    Aux étoiles, peut-être, d’annoncer la bonne nouvelle.

    Jacques

  4. Mon avion décolle pourRome
    Spectacle magique
    J écrirai jusqu’à ce que les roues quittent le sol
    Partage cela avec vous
    Pas banal en mon âme
    Accélération
    Championnat de plongeon Rome
    Partage vivant
    Resto devant le vatican ce soir avec deux amis
    Je voudrai ne ressentir que confiance et paix dans l’action
    Soleil dans le hublot
    Ce qu’il faut de science pour faire ces machines
    Les gens n’aiment pas la paix
    Concept incluant l’amour doit être découvert
    Un triangle rectangle une piece sur la tranche un cercle vu de face : même probabilités, mais cas particulier de propriétés géométriques annoncant ce qui va être pensé dans une dynamique

  5. Bonjour Mr Luminet,

    Je suis régulièrement votre blog. Je n’essaye pas de comprendre, juste rever.
    L’autre nuit, je me suis posé la question de savoir s’il existe la notion de temps potentiel dans les equations complexes. Un peu comme l’eneergie potentielle ou autre.
    Que de fil en aiguille, alors les trous noirs ou trous de vers seraient des horloges, des cloches du cosmos ou le temps se contracterait puis se libérerait. Ding dong de temps.

    Une sorte de topographie temporelle.

    De mon vasitas.

    Bonne joruéne

    Stéphane

  6. Bonjour Stéphane,

    À tout doux jeune rêveur sous la lucarne d’un vasistas, il convient l’hommage d’une réponse, même si elle ne vient pas de qui vous vouliez.

    Vous avez eu un état particulier de conscience où les mots sont absents, puis vous parlez, en mêlant science et poésie, pensant que ce que vous dites est digne d’intérêt.

    Cela l’est en effet, mais pas pour les mots décrivant une idée que vous ne pouvez pas nous prouver, mais par la distance de ce que vous êtes maintenant à ce que vous avez été dans un ou plusieurs états de perception harmonisée au monde. Autrement dit, de votre fraîcheur, de votre innocence, seules à même de vous desserrer de l’étreinte des paroles, émotions, actions trop éloignées de cette source.

    C’est donc à vous de ne pas vous égarer dans la croyance en vos propres paroles, et certes, vous pourriez me retourner l’argument, aussi faites comme vous voudrez.

    J’ai envie de vous faire part ci-dessous d’une réponse dans un groupe de discussion que j’ai faite durant l’été 2021 à une personne ayant écrit un livre, que je n’ai pu lire en entier pour les raisons que voici :

    « Cher Gerard, j’aimerais bien pour vous qu’on vous le demande en effet, parce que nous avons tous besoin de reconnaissance. Mais parfois le silence est la plus saine des réponses. Si vous dites à un pâtissier que vous savez faire un gâteau, Il s’attend à ce que vous fassiez un gâteau. Un poète s’attend à ce que vous ayez une vision profonde, mais il n’exigera pas l’exactitude. Un physicien, comme ceux que nous avons en copie de nos échanges, et qui nous lisent peut-être encore, s’attendra à une formule mathématique pour étayer vos dires.

    Les mots sont flous, si nous ouvrons un dictionnaire, nous constatons qu’ils se définissent tous les uns par rapport aux autres. Pour extraire un sens de ce flou, nous avons la perception sensible de certains aspects du réel, qui correspondent à nos expériences, et que nous pouvons mettre derrière quelques-uns de ces mots.

    Quand vous parlez de parois de vos quantas , Il est à peu près équivalent pour le physicien que vous lui dites que ces parois sont faites de verre où doivent être un dioptre entre deux milieux, ou que sais-je encore, si vous ne faites pas dépendre la réalité de vos parois d’un ensemble de mesures vérifiées par une équation. Idem pour l’usage que vous faites des notions de vide, ou de géométrie.

    Ceci ne veut pas dire que votre travail est inutile. Vous n’êtes ni dans la poésie ni dans la science, vous êtes dans les limbes entre les deux. Et il se peut en effet que ce que vous dites puisse être fécondant pour la pensée poétique ou scientifique. C’est du moins ce que vous espérez et c’est normal. Je suis comme vous Gerard. Je connais très bien les limbes. Jean Pierre Luminet peut en témoigner.

    Il y a plus de deux ans, j’étais encore en train de saisir l’univers par une réflexion très personnelle, faite de beaucoup de mots, et de quelques propriétés arithmétiques. Et puis, je ne sais plus comment c’est arrivé, peut-être que c’est Jean Pierre qui m’avait fait remarquer indirectement selon sa façon délicate, qu’il manquait au rêveur d’univers l’outil mathématique, mais en tout cas en l’espace de quelques jours J’ai abandonné les centaines de pages que j’avais écrites. Toute ma flamme, et toute ma force de concentration, dont je sais qu’elle vous habite aussi Gerard, je l’ai reportée sur une question bien moins ambitieuse. En apparence moins ambitieuse. Je me suis demandé si le produit vectoriel de deux vecteurs restait orthogonal aux vecteurs en produits dans un repère quelconque. Il y a 2500 ans, j’aurais sans doute cherché à calculer la surface d’un cercle.

    J’estime et je peux prouver avoir répondu de façon satisfaisante à cette interrogation, et à bien d’autres encore. J’en suis arrivé à un niveau mathématique qui m’étonne. Parce que je n’ai nulle contrainte, j’ai tout mon temps. Et puis quand je fais ça, J’ai l’impression d’exister et je ne pense pas à me jeter par la fenêtre. Pour faire de mauvaises mesures.

    Pour autant que j’en juge par mon expérience c’est quand nous avons une emprise sur le monde que nous sommes en sécurité et quand nous n’en avons aucune il n’y a que des défis que nous ne savons pas tous relever et nous souffrons. Il suffit pourtant d’une simple petite emprise pour nous combler.

    Il y a l’acrobate qui mesure le vide avec son corps. Mais il a peur quand il ne sait pas ce qui risque de lui arriver. Il y a l’amoureux qui mesure le monde avec sa peau. Il y a les intellectuels, il y a ma sœur, handicapée psychomotrice qui mesure le monde avec des habitudes qui ne veulent pas être dérangées. Et il y a peut-être la plus nécessaire des mesures, qui est de savoir renoncer à toutes les mesures. Je le répète, un seul petit moment de grâce peut nous combler. Rappelez-vous la première fois que vous avez su faire du vélo.

    Je reviens au vif du sujet. Quantité de notions ne peuvent pas être inventées par des mots du langage. Le verbe peut les décrire quand elles ont été inventées, mais ne peut pas les inventer, ne peut pas en faire naître l’idée plus exactement. Ce qui permet d’avoir l’idée d’accélération ou de fréquence ce sont des mesures. Ça commence par un bâton qui trace des lignes dans le sable. Puis ça finit par le calcul différentiel, qui lui aussi a besoin de courbes tracées d’une règle graduée. Et des opérations de comptage.

    Maintenant je vais cesser de parler à mon téléphone dans ma voiture, et de lire les notes que j’ai prises pour vous ce matin sur mon cahier . J’aurais mis presque une heure à écrire tout ça. Il y a Moules frites au resto du camping dans 15 minutes, je dois faire vite. Sinon ma petite famille va commencer à me crier dessus.

    Ça commence déjà ! Quand vous aurez fini d’écrire le livre sur lequel vous travaillez, je compte bien que vous m’enverrez un exemplaire. Je le lirai avec plaisir Gerard. »

  7. Bonsoir!

    Dig, ding, dong! Bientôt minuit au clocher du village.

    Est-ce bien raisonnable d’issir de ses limbes pour venir céans vous écrire un mot?

    Autant dire, descendre l’escalier et essayer de vous dire quelque chose à prendre ou à laisser…

    Les mathématiques, ça ne sert à rien, a dit quelqu’un qui fut ministre de l’Éducation nationale.

    J’ai sous les yeux sa “Lettre à tous ceux qui aiment l’école”.

    On connaît pour les avoir lues ou entendues, les réactions des gens du métier.

    Rêvons d’une société faite pour l’école, une école à refaire les têtes, celle qu’appelait de ses vœux Gaston Bachelard.

    “L’horloge des anges ici-bas” nous donne une anagramme, certes, “Le boson scalaire de Higgs”, mais la particule de Dieu en ses lettres ne nous indique point l’heure, mes bons amis.

    Quelle carte ou Atlas déployer sur nos tables pour y découvrir le lieu et la formule?

    Une entité essentiellement mathématique qui ne fait pas d’équations pourrait, peut-être, nous donner l’heure, celle de s’enivrer, avec une “bière sans alcool” que “le boson scalaire” tire de ses lettres permutées…

    Allez ça voir!

    Pour l’heure, autant rejoindre l’alcôve et demain, à l’aube, sonner la matines.

    Jacques

  8. Spectaculaires trous noirs! Objets ultimes. Ces “cannibales galactiques” comme on les a appelés, ces “puits de l’espace-temps” selon vos propres mots si je ne m’abuse (et en effet même le terrible Chronos dévorant ses enfants se fait ici dévorer lui-même!), – avant même que d’essayer en vain de visualiser ce à quoi diable peut ressembler ce qui se passe à l’intérieur d’eux, déjà les seuls phénomènes extérieurs qui parfois les accompagnent m’impressionnent au plus haut point, comme ces quasars, parmi les objets les plus lumineux de l’univers connu, ou encore ces sursauts gamma, LES objets les plus lumineux de l’univers connu!

    Certes la force gravitationnelle extrême du trou noir est ce qui sidère avant tout, mais non moins sidérant est de penser que ce bref jaillissement de rayons gamma lors de sa formation libère plus d’énergie en quelques secondes que notre soleil dans son existence entière.

    N’est-ce pas fabuleux que cet objet des plus sombres et capable de tout anéantir soit aussi celui de la plus grande lumière?

    Notre univers n’est pas qu’irreprésentablement vaste et peuplé d’un nombre irreprésentable de galaxies et d’étoiles, il est aussi le théâtre de phénomènes d’une irreprésentable ampleur. Sans oublier leur splendeur. J’aurais beau avoir été astrophysicien toute ma vie, je crois que je n’en reviendrais toujours pas!

    À l’évidence je ne suis qu’au stade de l’émerveillement primaire face à ces phénomènes, celui de leur étude dépasse mes capacités. Heureusement qu’il y a des scientifiques tels que vous pour le faire.

    Le pianiste Claudio Arrau disait qu’il nous faudrait deux vies, l’une pour explorer la musique, l’autre pour les lettres. On peut certainement en ajouter une troisième, pour explorer le ciel. Vous, cher M. Luminet, les vivez toutes trois!

    Merci de partager vos lumières…

  9. Merci Monsieur Luminet de la transmission claire et accessible de vos connaissances
    Pouvez vous m’indiquer à quel degré de la constellation du sagittaire se trouve SgrA* s’il vous plait
    Merci
    Liliane

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