Il n'y aura pas d'étoiles brillantes près du soleil pendant cette éclipse, mais, étonnamment, les étoiles sombres à proximité sembleront légèrement déplacées en raison de sa gravité. Ce déplacement et le mouvement de Mercure ont été les premières preuves, au début du XXe siècle, confirmant la nouvelle théorie de la gravité d'Einstein. Ces observations ont également conduit directement à la prédiction des trous noirs.
Grâce à l'incroyable puissance des télescopes modernes, nos meilleurs sites Web d'astronomie contiennent de nombreuses preuves de la courbure de la lumière par gravité, agissant comme une lentille. Si l’alignement d’un objet d’arrière-plan avec une lentille gravitationnelle est presque parfait, un « anneau d’Einstein » de lumière apparaît comme un halo autour de lui.
Feu de virage
Les premières études modernes sur la lumière ont été publiées par Sir Isaac Newton au début du XVIIIe siècle. Bien que certaines de ses découvertes prouvent désormais que la lumière est une onde, il conclut à l'époque que la lumière était constituée de particules et qu'elle serait effectivement affectée par la gravité.
Le mathématicien français Pierre-Simon Laplace a même proposé, en 1795, que la gravité pourrait être suffisamment forte pour attirer la lumière vers un corps , un des premiers concepts des trous noirs. Cependant, à la fin du XIXe siècle, les idées de Newton sur la lumière ont été abandonnées et on pensait qu'il s'agissait d'ondes et donc non affectées par la gravité.
Nous savons maintenant que la lumière a deux aspects, les ondes et les particules combinées, mais il a fallu le génie d'Einstein pour se rendre compte que cela n'a même pas d'importance : c'était notre compréhension de la gravité qui devait changer, et il a proposé la théorie de la relativité générale.
Un graphique montrant la courbure de la lumière des étoiles par le soleil observée en Australie lors d'une éclipse en 1922. Les flèches sont à une échelle environ 2 500 fois plus grande que le cercle qui représente le soleil ; l'effet minuscule les fait paraître plus éloignés du soleil qu'ils ne le sont en réalité. Crédit : WW Campbell et RJ Trumpler/Lick Observatory Bulletin
Bien qu’il ait été publié dans son intégralité en 1915, Einstein prédisait déjà en 1911 que la lumière serait courbée par la gravité. La théorie complète d'Einstein a immédiatement résolu un problème de longue date selon lequel la position de Mercure n'était pas en accord avec les prédictions faites à l'aide de la théorie de la gravité de Newton, un grand triomphe.
L'observation de la courbure de la lumière semblait être un bon deuxième test du nouveau concept révolutionnaire de la gravité en tant qu'« espace-temps courbe », mais seul le Soleil, environ 330 000 fois plus massif que la Terre, était suffisamment puissant pour courber légèrement la lumière. Puisque la source de lumière serait constituée d’étoiles, l’effet ne pourrait être observé que lors d’une éclipse, lorsqu’elles pourraient être vues près du soleil.
L’effet est très faible, inférieur au millième de l’angle que fait le disque du soleil – ou de la lune – dans le ciel.
Nouvel équipement, nouvelles observations
Les astronomes ont commencé à transporter des tonnes d'équipements, notamment des télescopes mesurant jusqu'à cinq mètres de long, pour éclipser les trajectoires afin d'effectuer des mesures de haute précision. Les étoiles où se produirait l’éclipse devaient être photographiées des mois à l’avance la nuit, puis photographiées avec le même grand télescope pendant l’éclipse.
Le célèbre astronome anglais Sir Arthur Eddington a effectué les premières observations concluantes en 1919 à partir de sites d'observation en Amérique du Sud et en Afrique. Ce petit effet est imperceptible pour les spectateurs occasionnels d'une éclipse, mais a eu de grandes implications, aboutissant à un domaine d'étude totalement différent de la classification des étoiles.
On a remarqué en 1910 la présence d’une étrange étoile appelée 40 Eridani, beaucoup plus faible qu’elle n’aurait dû l’être, compte tenu de sa température élevée. Il semblait que certaines étoiles pouvaient avoir à peu près la masse du soleil, mais seulement la taille d'une planète.
Celles-ci furent bientôt surnommées « naines blanches » et en 1930, le jeune astrophysicien indien Subrahmanyan Chandrasekhar découvrit qu'elles devaient avoir une masse inférieure à environ une fois et demie la masse du soleil, sinon elles s'effondreraient. La découverte du neutron en 1932 a donné naissance à l'idée d'étoiles à neutrons, plus compactes que les naines blanches , mais qui ont elles aussi une limite de masse.
En 1939, Robert Oppenheimer et ses collègues ont modernisé l'idée de Laplace sur l'effondrement des trous noirs en utilisant la théorie d'Einstein, mais cette année-là, la guerre a éclaté, détournant son attention.
Les trous noirs semblaient peu intéressants et encore moins réels jusqu'à ce que le sujet soit relancé en 1968 par le physicien John Wheeler, qui eut quelques difficultés à publier le nom de « trou noir » car jugé risqué.
Bientôt, on découvrit des étoiles binaires qui semblaient avoir des compagnons invisibles très massifs . On s'est également rendu compte que les quasars énigmatiques et très lointains pouvaient être expliqués à l'aide de trous noirs. Il apparaît désormais que la plupart des grandes galaxies, y compris la nôtre, possèdent des trous noirs en leur centre.
Pouvoir de flexion
Il y a quelques années, le consortium de radiotélescopes Event Horizon Telescope a photographié le trou noir de notre galaxie, qui courbe la lumière et les ondes radio de manière caractéristique, de sorte que sa région centrale apparaît sombre. Bien que les trous noirs aient le plus grand pouvoir de courbure, les agglomérations de masse dans l’espace lointain – y compris la mystérieuse matière noire – courbent également la lumière. Comme la lumière des objets lointains qu'ils grossissent pour nous a mis beaucoup de temps à arriver jusqu'ici, elle a commencé son voyage lorsque l'univers était jeune. Cela nous permet de regarder en arrière dans le temps.
Lors de l'éclipse solaire du 8 avril, d'autres étoiles peuvent être visibles, mais sans observer et mesurer leur position au préalable, les spectateurs ne seront peut-être pas en mesure de dire qu'elles ne sont pas là où elles devraient être. Mais c’est le bon moment pour rappeler que le chemin vers les trous noirs a commencé il y a environ un siècle, avec Mercure à peine visible et la lumière des étoiles courbée par le soleil.
Fourni par The Conversation
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