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CAMPUS
ASTROPHYSIQUE
«La première image de trou noir, c’était il y a 40 ans»
Astrophysicien et poète français, Jean-Pierre Luminet est un spécialiste des trous noirs. Début avril, ce chercheur du CNRS donnait une conférence sur le campus. Il était invité par la bibliothèque de l’EPFL dans le cadre du Printemps de la poésie.
Pour la première fois dans l’histoire de l’astronomie, des scientifiques ont révélé la photographie d’un trou noir. C’était le 10 avril dernier. En 1979, vous aviez déjà créé une représentation d’un trou noir conforme à la photo qui vient d’être dévoilée.
Effectivement, c’était une époque où les astronomes ne croyaient pas encore vraiment à l’existence des trous noirs, prédits par la théorie de la relativité générale d’Einstein. Nous n’avions pas d’observations télescopiques très convaincantes, seulement des indices très indirects.
Je venais de finir mes études de mathématiques et d’entrer dans un laboratoire de l’Observatoire de Paris-Meudon où l’on traitait de la relativité générale. Je me suis dit qu’il serait intéressant de faire une simulation numérique de ce à quoi ressemblerait un trou noir. Bien sûr pas un trou noir lui-même, puisqu’il est par définition invisible, mais un trou noir entouré de matière, par exemple d’un disque de gaz chaud, appelé disque d’accrétion. Une situation astrophysique tout à fait plausible. Le disque de gaz tourne autour du trou noir et, avant de s’y engouffrer, il rayonne d’une manière caractéristique qui constitue une signature indirecte du trou noir.
Vous avez alors utilisé les équations de la relativité générale.
J’ai écrit les équations de propagation des rayons lumineux dans l’espace-temps d’un trou noir, en prenant également en compte toutes les propriétés physiques qu’on prêtait à l’époque aux modèles théoriques de disques d’accrétion. Cela m’a permis d’obtenir une simulation numérique, la première image virtuelle d’un trou noir «habillé» de matière, il y a de cela 40 ans.
© Alain Herzog
Pour l’anecdote, nous n’avions pas de logiciels de visualisation. Il y avait un gros ordinateur à l’Observatoire de Paris pour lequel nous écrivions des programmes sur des cartes perforées. Les calculs de l’ordinateur m’ont fourni des tableaux de chiffres indiquant telle intensité lumineuse en tel endroit de ma plaque photographique virtuelle. Il m’a alors fallu dessiner, à la main, un nombre de points proportionnel à l’intensité lumineuse. Sur une feuille de papier transparent, ce sont quelque 10’000 points que j’ai placés à l’encre de Chine. Le laboratoire du CNRS a ensuite pris le négatif du négatif pour aboutir à cette image en noir et blanc, finalement très réaliste.
Pourquoi s’intéresser à la visualisation d’un trou noir?
Evidemment les trous noirs sont très éloignés des affaires humaines. Leur image télescopique ne va pas changer notre vie quotidienne, mais à mon avis ce type de recherches fait partie de la curiosité intrinsèque de l’être humain. On s’interroge sur les mystères de l’Univers. On sait en outre que ces objets célestes jouent déjà un rôle important dans l’Univers, rôle qui ne va que grandir à l’avenir, sur des échelles de temps supra-humaines bien entendu.
Il y a également un indéniable côté poétique à penser le trou noir comme un puits sans fond où disparaissent la matière et la lumière sans espoir de retour. Gérard de Nerval l’avait pressenti dans un poème de 1854, bien avant que l’on parle de ces objets célestes! C’est un archétype fondamental de la pensée humaine qui nous renvoie à la fin de toutes choses, à la mort, peut-être aussi à une forme de résurrection, puisque selon certaines théories on pourrait éventuellement traverser un trou noir et ressortir dans d’autres univers. C’est pour cela que le trou noir fascine autant le grand public, alors que ce sont des objets difficiles à comprendre si vous ne manipulez pas les équations d’Einstein. Leur physique est déroutante, ils n’ont pas de surface solide, une fois que vous y entrez vous ne savez pas où vous allez. Et pourtant, ils sont bel et bien là dans l’univers, comme le prouve l’image qui vient d’être dévoilée.
Vous êtes astrophysicien, mais également poète. Qu’est-ce qui vous a amené à vous intéresser à la poésie?
Un intérêt de jeunesse pour la littérature et les arts, et plus spécialement pour l’expression poétique. J’écrivais bien avant de faire de la science. Une chose que j’apprécie notamment dans la poésie, comme dans les formules mathématiques d’ailleurs, c’est lorsqu’elles expriment un maximum de sens en un minimum de moyens. Une forme de beauté pour initiés, en somme!
Propos recueillis par Nathalie Jollien
> VOIR LA SIMULATION DE TROU NOIR PUBLIÉE EN 1979: go.epfl.ch/luminet1979