Le Prix Nobel de Physique 2020 a été remis à Roger Penrose, Andrea Ghez et Reinhard Genzel, ce mardi 6 octobre. Leurs travaux se rapportent aux trous noirs.
En effet, l’Académie royale des sciences de Suède a décidé d’attribuer le prix Nobel de Physique 2020 pour moitié à Roger Penrose. Et ce, « pour la découverte que la formation des trous noirs est une prédiction robuste de la théorie générale de la relativité ». Quant à l’autre moitié, elle va conjointement à Reinhard Genzel et Andrea Ghez. Et ce, « pour la découverte d’un objet compact supermassif au centre de notre galaxie ».
Ainsi, ces trois lauréats se partagent le prix Nobel de Physique de cette année. Et ce, pour leurs découvertes sur l’un des phénomènes les plus exotiques de l’univers, le trou noir. Pour sa part, Roger Penrose montre que la théorie générale de la relativité conduit à la formation de trous noirs. Alors que Reinhard Genzel et Andrea Ghez ont découvert qu’un objet invisible et extrêmement lourd régit les orbites des étoiles au centre de notre galaxie. Un trou noir supermassif est la seule explication actuellement connue.
Trous noirs et objets compacts
A cet égard, Roger Penrose a utilisé des méthodes mathématiques ingénieuses. Et ce, pour prouver que les trous noirs sont une conséquence directe de la théorie générale de la relativité d’Albert Einstein. Pourtant, Einstein ne croyait pas lui-même que les trous noirs existent vraiment. Ces monstres super-lourds qui capturent tout ce qui y pénètre. Rien ne peut s’échapper, pas même la lumière.
Déjà, en janvier 1965, dix ans après la mort d’Einstein, Roger Penrose prouve que les trous noirs peuvent vraiment se former et les décrit en détail. En leur cœur, les trous noirs cachent une singularité dans laquelle cessent toutes les lois connues de la nature, écrit-il. Son article révolutionnaire est toujours considéré comme la contribution la plus importante à la théorie générale de la relativité depuis Einstein.
Quant à Reinhard Genzel et Andrea Ghez, ils dirigent chacun un groupe d’astronomes. Il s’est, depuis le début des années 1990, concentré sur une région appelée Sagittaire A *. Elle se situe au centre de notre galaxie. Les orbites des étoiles les plus brillantes les plus proches du milieu de la Voie lactée ont été cartographiées avec une précision croissante. Et les mesures de ces deux groupes concordent. Puisque les deux trouvent un objet extrêmement lourd et invisible qui tire sur le fouillis d’étoiles. Les faisant se précipiter à des vitesses vertigineuses. Environ quatre millions de masses solaires sont rassemblées dans une région pas plus grande que notre système solaire.
Un trou noir supermassif au centre de la Voie lactée
À l’aide des plus grands télescopes du monde, Genzel et Ghez ont développé des méthodes. Elles permettent de voir à travers les énormes nuages de gaz et de poussière inter-stellaires; et ce, jusqu’au centre de la Voie lactée. Repoussant les limites de la technologie, ils ont affiné de nouvelles techniques. Elles compensent les distorsions causées par l’atmosphère terrestre. Construisant des instruments uniques et s’engageant dans des recherches à long terme. Leur travail de pionnier nous a fourni la preuve la plus convaincante à ce jour d’un trou noir supermassif au centre de la Voie lactée.
Par conséquent, « les découvertes des lauréats de cette année innovent dans l’étude des objets compacts et supermassifs. Mais ces objets exotiques posent encore de nombreuses questions. Lesquelles appellent des réponses et motivent de futures recherches. Non seulement des questions sur leur structure interne. Mais aussi des questions sur la façon de tester notre théorie de la gravité; dans des conditions extrêmes à proximité immédiate d’un trou noir ». C’est ce qu’explique David Haviland, président du comité Nobel de Physique.