Entretien
Heino Falcke : “Nous possédons enfin une image de l’inimaginable”
Image composite du centre de la galaxie M87 et de son disque d’accrétion. Toute première image jamais observée de trou noir, réalisée à l’aide du réseau de radiotélescopes terrestres Event Horizon Telescope et due à l’équipe de Heino Falcke, qui l'a dévoilée le 10 avril 2019. © Event Horizon Telescope
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À l’occasion de la traduction française de son livre Lumière dans l’obscurité (Buchet-Chastel, 2022), nous avons rencontré Heino Falcke, l’astrophysicien germano-néerlandais qui a mené l’équipe derrière la toute première image d’un trou noir. Il nous partage son voyage exceptionnel aux confins de l’espace et du temps.
Pour quelqu’un qui n’est pas astrophysicien, est-ce compliqué un trou noir ?
Heino Falcke : Il n’y rien de plus simple, au contraire ! La moindre cellule d’un simple ver de terre est incomparablement plus complexe qu’un trou noir. Imaginez une énorme quantité de masse dans un espace minuscule. La force de la gravité y est si grande que rien ne peut s’en échapper : aucune information, aucune lumière, rien. Ces objets particulièrement étranges naissent lors d’explosions de pachydermes stellaires – des étoiles qui font plus de vingt-cinq fois la masse du soleil. Une quantité croissante de matière se précipite alors dans leur noyau. L’effondrement gravitationnel est inéluctable sous le poids de cette étoile. Alors l’étoile se recroqueville de manière continue jusqu’à ce que sa masse se retrouve concentrée en un point unique d’une densité incommensurable. C’est cela, un trou noir.
Qui a théorisé les trous noirs en premier ?
L’hypothèse a surgi quelques mois seulement après le développement de la théorie de la relativité par Albert Einstein : depuis le front de l’Est, où il lit les comptes rendus d’Einstein, l’astrophysicien Karl Schwarzschild – cela ne s’invente pas, son nom signifie « bouclier noir » – applique la nouvelle théorie aux effets de la gravitation sur les étoiles. Il imagine un objet si compact que sa masse serait concentrée en un point, et il calcule qu’en deçà d’un certain rayon, les photons, c’est-à-dire les particules de lumière, ne peuvent échapper au champ gravitationnel créé par cette énorme masse. Schwarzschild meurt en 1916, mais Einstein publie ses travaux. Il affirmera cependant en 1939 que « les singularités de Schwarzschild n’existent pas dans la réalité physique ». Il y avait en effet une bizarrerie puisque, à une certaine distance, la formule de Schwarzschild indique que chaque effort en direction de l’extérieur ne fait que nous rapprocher du centre. Juste avant la Seconde Guerre mondiale, Robert Oppenheimer, le père du projet Manhattan, a démontré que les étoiles pouvaient très bien se réduire à un point unique sous l’effet d’un effondrement gravitationnel. Il fallait seulement se trouver au bon endroit pour observer la disparition d’une étoile dans un trou sombre.
