Un trou noir est un objet astronomique si dense que sa vitesse de libération est supérieure à la vitesse de la lumière ; sa force de gravitation est si intense que même les photons ne peuvent s´échapper : aucune lumière ne peut en parvenir.
Les trous noirs les plus étudiés, les trous noirs stellaires, résultent de l´effondrement gravitationnel du cœur d´une étoile massive. Une étoile est soumise principalement à deux forces, en équilibre durant son existence ( voir évolution stellaire) :
- elle se contracte sous l´effet de son propre poids,
- elle se dilate sous celui des réactions nucléaires qui ont lieu dans son cœur.
Lorsque le combustible nucléaire ( l´hydrogène) vient à manquer, l´étoile amorce une contraction inexorable. C´est alors qu´une force de pression d´origine quantique, la pression de dégénérescence, dûe au fait que les constituants de l´étoile sont des fermions qui obéissent au principe d´exclusion de Pauli, apparait. Mais si la masse de l´étoile dépasse une valeur critique, cette pression est insuffisante pour s´opposer à l´effet de la gravitation : elle s´effondre en trou noir.
L´expression consacrée pour désigner les trous noirs en général est collapsar ( de l´anglais « collapsed star » : étoile contractée, effondrée). Cependant, l´expression trou noir est employée par analogie à l´image du « disque obscur » en français.
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