Propriétés

Un trou noir peut d'abord se définir en plusieurs zones:

- La singularité, qui est le coeur du trou noir et qui est formée de la compression ultime de la matière contenue.

Toute matière qui tombe dessus fusionne avec et augmente ainsi sa masse (cependant une nouvelle théorie a fait son apparition: voir les gravastars). Nous n'avons aucune connaissance réelle de cet "endroit" car aucune information ne peut nous en parvenir.

- (si le trou noir est actif) La matière qui tombe sur la singularité depuis l'horizon des événements.

- L'horizon des événements qui est la frontière entre l'intérieur du trou noir et le reste de l'univers. Le rayon de l'horizon est proportionnel à la masse du trou noir. Le rayon de horizon est égal au rayon de Schwarzschild

Cependant, l'horizon est le dernier point d'où la lumière peut nous parvenir. Passé cette surface entourant le trou noir, rien ne peut échapper à la force gravitationnelle, pas même la lumière: toute matière est condamnée à tomber sur la singularité.

- L'ergosphère est la zone entourant le trou noir au delà de l'horizon. Si le trou noir est en rotation, le continuum spatio-temporel y est entraîné par celle-ci.

Les forces de marée à proximité d'un trou noir sont impressionnantes. La gravitation diminue si vous vous écartez de la source. Evidemment su Terre (ou sur une quelconque autre planète, pour les éventuels extraterrestres qui me lisent) la masse de la planète en question est peu importante et la différence d'attraction entre le haut et le bas de votre corps minime. Cependant, la force gravitationnelle d'un trou noir est si importante que la différence sera cette fois très importante et la matière s'en approchant sera étirée ou compressée; cela dépenddans du sens (si vous voulez connaîtres les effets des forces de marée à proximité d'un trou noir sur vous même, allez voir Voyage vers un trou noir).

Un trou noir peut également posséder une charge électrique, mais le cas le plus courant n'en a pas (dit trou noir de Kerr, qui est aussi enrotation).

Un trou noir est donc essentiellement caractérisé par sa masse, sa charge et son mouvement cinétique (en rotation ou non).

Remarque: un trou noir, du fait de son intense gravité garde à peu près la forme la plus simple possible: la sphère.

Rayon de Schwarzschild et limite d'Oppenheimer-Volkoff

Le rayon de Schwarzschild est le rayon en dessous duquel le coeur d'une supergéante devient trou noir.

La limite d'Oppenheimer-Volkoff est la masse à partir de laquelle le coeur d'une supergéante devient un trou noir.

Calcul du rayon de Schwarzschild: (NON, ne passez pas, sous son aspect barbare, cette équation est très simple).

Soit la vitesse de libération d'un astre:

V=

On a:   | v | = v   ;   | R | = R   ;    | G | = G   ;   | M | = M     ;  on prend la vitesse de libération égale à la vitesse de la lumière (caractéristique d'un trou noir), donc:

Ainsi:

On obtient ainsi une approximation (newtonienne) du rayon de Schwarzschild. La véritable équation de ce rayon est bien plus compliquée.

Disque d'accrétion et activité

Un trou noir est dit actif s'il aspire de la matière. En fait, quasiment seul ce type de trou noir est détectable car la matière tombant dessus voit sa densité augmenter, donc les frottements également et la chaleur. c'est ainsi que, formant le disque d'accrétion autour du trou noir elle se met à briller fortement, surtout dans le domaine des rayons X.

Voici l'exemple d'un trou noir d'un 'rayon de 10 kilomètres et entouré d'un disque brillant dans le plan équatorial. Les deux traits gras sont le disque d'accrétion; en tenant compte des déviations de la lumière, le disque nous envoie une image très déformée. Voir le trou noir s'apparenterait donc à voir l'image de droite.. Ce n'est évidemment qu'un schéma; en nuances, les régions du disque les plus proches du trou noir seraient plus chaudes donc plus brillantes, et, si le trou noir a un mouvement de rotation, une région (la gauche ou la droite, en supposant que le trou noir tourne parallèlement à nous) serait plus brillante.

L'observation du disque d'accrétion d'un trou noir permet d'avoir une idée de la masse de la singularité. En effet, plus les rayons lumineux émis par le disue seront déviés, plus la masse du coeur sera grande.