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Approche
Un trou noir est une région où la gravité est si intense que rien, pas même la lumière, ne peut en ressortir. Vu de loin, il attire comme n’importe quelle masse équivalente.
Sa signature visible, c’est la lumière d’arrière-plan déviée : les étoiles semblent s’écarter autour de lui. Glissez pour tourner autour, ou passez en mode « Lancer un objet » dans le panneau.
rs = 2GM/c²
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Disque d’accrétion
Le gaz qui tombe ne plonge pas directement : il tourne en disque et s’échauffe par frottement, jusqu’à des millions de degrés autour des trous noirs stellaires.
Le côté qui vient vers nous paraît plus brillant (effet Doppler relativiste). Sans rotation, la dernière orbite stable est à 3 rs ; elle se rapproche quand le spin augmente.
ISCO = 3 rs (a* = 0)
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Sphère de photons
À 1,5 rs, la lumière peut tourner en orbite autour du trou noir, sur une orbite instable. C’est la sphère de photons.
Elle dessine l’anneau fin au bord de l’ombre. L’ombre apparente mesure environ 2,6 rs de rayon, plus que l’horizon lui-même. La lentille montre aussi l’arrière du disque, au-dessus et en dessous.
rph = 1,5 rs · ombre ≈ (√27/2) rs
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Horizon des événements
L’horizon des événements est une frontière sans retour : une fois franchie, toute trajectoire mène vers l’intérieur. Il n’a pas de surface matérielle.
Pour un trou noir sans rotation, il se trouve à rs. Avec un spin maximal, il se réduit à la moitié, GM/c². La rotation entraîne aussi l’espace-temps avec elle : l’ombre devient asymétrique (curseur Spin).
r+ = (GM/c²)(1 + √(1 − a*²))
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Spaghettification
Près d’un trou noir, la gravité est plus forte aux pieds qu’à la tête : ces forces de marée étirent les objets. Près d’un trou noir stellaire, on serait étiré avant l’horizon. Pour un trou noir supermassif, on franchirait l’horizon intact. Lancez un objet trop près : il s’étire puis disparaît, d’autant plus que la masse est faible.
Le temps ralentit aussi : une horloge immobile à r bat √(1 − rs/r) fois moins vite qu’une horloge lointaine (valeur en direct dans le panneau).
dτ/dt = √(1 − rs/r)