Un trou noir est une région de l'espace-temps où la courbure gravitationnelle est si extrême que rien — ni matière, ni lumière, ni information — ne peut s'en échapper une fois passé l'horizon des événements. Les trous noirs stellaires se forment lors de l'effondrement d'étoiles massives. Les trous noirs supermassifs (millions à milliards de masses solaires) se trouvent au centre des galaxies — Sagittarius A*, au centre de notre Voie Lactée, fait 4 millions de masses solaires. Bien qu'invisibles directement, leur influence est détectable par les mouvements des étoiles voisines.
« Trou noir » est la traduction littérale de l'anglais black hole, terme popularisé par le physicien John Wheeler en 1967 lors d'une conférence à New York. Wheeler cherchait une expression frappante pour remplacer la lourde formule « objet entièrement effondré gravitationnellement ». Le terme avait été employé furtivement dès 1964 par la journaliste Ann Ewing. En allemand on parle de Schwarzes Loch, en espagnol agujero negro — traduction directe partout. Le concept théorique remonte à John Michell (1783) qui imaginait des « étoiles noires ».
Dès 1783, John Michell propose l'existence d'« étoiles noires » dont la lumière ne peut s'échapper. En 1915, Einstein publie la relativité générale ; quelques mois plus tard, Karl Schwarzschild calcule la première solution décrivant un trou noir (rayon de Schwarzschild). En 1939, Robert Oppenheimer démontre théoriquement leur formation par effondrement gravitationnel. La première détection observationnelle (Cygnus X-1) date de 1971. En 2015, LIGO détecte les ondes gravitationnelles de la fusion de deux trous noirs — Prix Nobel 2017. En 2019, l'Event Horizon Telescope publie la première image directe d'un trou noir : M87*. En 2022, image de Sagittarius A*.
Trous noirs notables : Sagittarius A* (centre de la Voie Lactée, 4,1 millions M☉, rayon 12 millions de km, à 26 000 al) ; M87* (centre de la galaxie M87, 6,5 milliards M☉, rayon 19 milliards de km) ; Cygnus X-1 (premier trou noir stellaire détecté, 21 M☉, à 7 200 al) ; TON 618 (le plus massif connu, 66 milliards M☉). Types : stellaires (3-100 M☉, issus de supernovae), intermédiaires (100-100 000 M☉, rares), supermassifs (>100 000 M☉, au centre de chaque galaxie), primordiaux (théoriques, formés dans les premières secondes du Big Bang). L'horizon des événements d'un trou noir de 10 M☉ fait 30 km de rayon.
Les trous noirs n'apparaissent pas directement sur votre poster Starry Memory — ils sont invisibles par définition. Mais leur influence est partout : Sagittarius A*, au centre de la Voie Lactée, gouverne le mouvement orbital du Soleil et donc de toutes les 119 614 étoiles du catalogue HYG. Sur les posters avec « Voie Lactée visible » activée, la zone la plus dense (constellation du Sagittaire) marque la direction du trou noir supermassif central — à 26 000 années-lumière, vers lequel toute la galaxie tourne en 230 millions d'années.
La première image d'un trou noir a été capturée en 2019 par le télescope Event Horizon, montrant le trou noir M87* dans la galaxie Messier 87, à 55 millions d'années-lumière.
La spaghettification : les forces de marée (différence de gravité entre la tête et les pieds) étireraient votre corps en un filament. Pour un trou noir stellaire (10 M☉), cela commencerait avant l'horizon des événements. Pour un trou noir supermassif (Sagittarius A*), vous pourriez traverser l'horizon sans rien sentir — la déformation extrême commencerait seulement près de la singularité centrale.
Non, contrairement à l'image populaire. Un trou noir ne fait que tordre l'espace-temps à proximité — il ne « aspire » pas plus que n'importe quelle masse. Si le Soleil était remplacé par un trou noir de même masse, l'orbite de la Terre serait identique. Il faut s'approcher très près (quelques rayons de Schwarzschild) pour être capturé. Au-delà, c'est une orbite normale.
L'horizon des événements (la « surface ») d'un trou noir de masse M a un rayon de Schwarzschild Rs = 2GM/c² = ~3 km par masse solaire. Un trou noir de 10 M☉ fait 30 km de rayon, Sagittarius A* (4 millions M☉) fait 12 millions de km (17 fois le rayon du Soleil), M87* (6,5 milliards M☉) fait 19 milliards de km (plus grand que le Système solaire entier).
Environ 100 millions de trous noirs stellaires (étoiles massives effondrées), plus un trou noir supermassif central : Sagittarius A*. Les estimations cosmologiques donnent ~40 milliards de trous noirs supermassifs dans l'univers observable (un par galaxie). Les premiers détectés par ondes gravitationnelles ont des masses de 20 à 80 M☉.
Termes associés : Supernova, Voie Lactée, sagittaire, gravite
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