Les trous noirs sont de mieux en mieux détectés et appréhendés par leurs effets indirects mais ils conservent toujours une bonne partie de leur mystère et des restent des objets fascinants de l'astrophysique moderne.
Régulièrement représentés dans les oeuvres de science-fiction, ils constituent des objets ultimes où la compréhension humaine se voit stoppée à l'entrée de leur singularité.
Jeremy Schnittman, astrophysicien au centre Goddard de la NASA a réalisé une simulation mathématique d'une approche virtuelle d'un trou noir à l'aide du supercalculateur Discover de la NASA.
Plongée dans un trou noir supermassif
Elle offre une visualisation de ce qui se passe selon deux scénarios : une approche suivie d'un rebond sur l'horizon du trou noir ou bien une plongée dans le trou noir mais qui détruit rapidement l'observateur.
Pour rendre les choses observables, le choix s'est porté sur un trou noir supermassif de 4,3 millions de fois la masse du Soleil, équivalent à celui au coeur de la Voie Lactée (Sagittarius A*) de manière à ce que ses forces de marée soient suffisamment faibles pour éviter une destruction de la caméra bien avant d'approcher du trou noir lui-même.
L'horizon du trou noir simulé mesure 25 millions de kilomètres et est entouré d'un disque d'accrétion constitué de gaz à très haute température pour mieux le visualiser et percevoir l'entrée dans le trou noir lui-même.
Entre échappée rajeunissante et spaghettification
Le périple débute à 640 millions de kilomètres et l'approche crée des distorsions du paysage à mesure que l'espace-temps est déformé par l'immense masse du trou noir.
Dans le scénario de traversée de l'horizon et de plongée vers le centre du trou noir, un point à une dimension, l'observateur est en principe détruit par spaghettification. Dans le scénario d'échappée, la caméra ricoche sur l'horizon et peut s'éloigner du trou noir.
Dans ce cas, un astronaute qui aurait réalisé l'expérience reviendrait 36 minutes plus jeune que ses collègues restés à distance, le temps s'étant écoulé plus lentement à l'approche du trou noir. Dans le cas d'un trou noir en rotation rapide, l'astronaute observateur reviendrait plusieurs années plus jeune que ses collègues.
Le traitement des données pour cette visualisation a généré 10 Teraoctets de données et demandé 5 jours de calcul au supercalculateur Discover en utilisant 0,3% de sa capacité de traitement. Elle aurait demandé plus de 10 ans de calcul sur des ordinateurs grand public.
