Les trous noirs font partie des objets les plus importants de l’Univers, mais ils restent aussi particulièrement mystérieux, notamment parce qu’il est extrêmement difficile de les étudier. Un astrophysicien veut désormais changer cet état de fait en lançant un projet très ambitieux : envoyer un vaisseau spatial directement vers l’un de ces objets afin d’en percer les secrets.
À première vue, cette idée peut sembler particulièrement saugrenue. En effet, les trous noirs sont souvent perçus comme de véritables ogres cosmiques, qui détruisent inévitablement tout ce qui s’en approche à cause des forces gravitationnelles colossales qu’ils génèrent — tout sauf idéal lorsqu’il s’agit de collecter, puis de rapatrier des données scientifiques.
En outre, même les plus proches trous noirs connus restent très éloignés de la Terre. Le tenant du titre, appelé Gaia BH1, réside par exemple à environ 1 560 années-lumière de notre planète. Une distance énorme à notre échelle, avec tout ce que cela implique pour le temps de trajet — sans parler de l’immense défi logistique que représenterait une telle expédition.
Pour toutes ces raisons, l’exploration directe d’un trou noir n’a jamais été sérieusement envisagée par les spécialistes, et un tel projet est resté cantonné au domaine de la science-fiction. Ou du moins, c’était le cas avant la publication du dernier papier de Cosimo Bambi, un astrophysicien qui a passé la majeure partie de sa carrière à étudier les trous noirs. Selon lui, cette perspective n’est pas aussi irréaliste qu’on pourrait le penser.
Dans son article, Bambi explore la faisabilité physique d’une mission d’exploration d’un trou noir, en se concentrant sur les deux premiers obstacles que nous devrons surmonter : l’identification d’une cible appropriée et la mise au point des technologies nécessaires.
Un problème de distance
Trouver un trou noir compatible avec ce genre de projet sera tout sauf évident. Par définition, ces objets n’émettent aucune lumière visible, et pour les détecter, on ne peut donc s’appuyer que sur deux éléments : leurs interactions gravitationnelles avec la matière avoisinante, ou les rayonnements de haute énergie produits par ces interactions. Il faudra donc bénéficier d’un petit coup de pouce du destin pour en localiser un suffisamment proche.
La bonne nouvelle, c’est que les techniques de détection, notamment celles basées sur les ondes gravitationnelles, progressent rapidement en ce moment. Selon Bambi, il n’est donc pas déraisonnable de penser que d’ici moins de dix ans, nous pourrions identifier un trou noir situé à moins de 25 années-lumière. Certes, il s’agit toujours d’une distance gigantesque qui nous forcerait à planifier la mission sur une très longue durée. Mais selon l’astrophysicien, on commence alors à rentrer dans un domaine potentiellement abordable… à condition de développer de nouvelles technologies de propulsion radicalement plus performantes.
Des innovations radicales seront nécessaires
En effet, même si nous trouvions un candidat viable dès demain, les technologies de propulsion actuelles sont largement insuffisantes pour aller l’explorer. Pour référence, la sonde Voyager 1, l’objet interstellaire le plus rapide jamais expédié par l’humanité, traverse l’espace à une vitesse d’environ 17 km/s, soit environ 0,005 % de la vitesse de la lumière. À ce rythme, il lui faudrait près de 450 000 ans pour atteindre un trou noir situé à 25 années-lumière !
Mais Bambi estime que des solutions viables pourraient émerger avant la fin du siècle. Il suggère notamment d’utiliser une “nano-sonde” spatiale, constituée d’une puce de moins d’un gramme. Selon lui, si cette dernière était dotée d’une voile photonique d’environ 10 mètres carrés et propulsée par de puissants lasers basés sur Terre ou en orbite, elle pourrait théoriquement atteindre un tiers de la vitesse de la lumière.
Cela permettrait d’atteindre notre trou noir en environ 70 ans, avec deux décennies supplémentaires pour rapatrier les données grâce à un réseau de communication spécialisé déployé pour l’occasion. En d’autres termes, la mission pourrait être réalisable en une petite centaine d’années — un délai suffisamment raisonnable pour permettre aux prochaines générations d’astrophysiciens de récolter les fruits du programme.
Un potentiel scientifique à la hauteur du défi technique
Évidemment, nous sommes encore très loin de pouvoir construire un engin de ce genre. Selon les estimations de Bambi, il faudrait déjà débourser des milliers de milliards d’euros rien que pour développer le système laser mentionné plus haut. Mais il estime tout de même que la donne pourrait changer d’ici quelques décennies.
« Nous ne disposons pas de la technologie nécessaire aujourd’hui. Mais dans 20 ou 30 ans, ce sera peut-être le cas », explique l’astrophysicien dans EurekAlert. « Cela peut paraître complètement fou, et d’une certaine manière plus proche de la science-fiction », condède-t-il. « Mais certains disaient que nous ne détecterions jamais les ondes gravitationnelles – et pourtant, nous y sommes parvenus 100 ans plus tard. On pensait aussi que nous n’observerions jamais les ombres des trous noirs. Aujourd’hui, 50 ans plus tard, nous en avons deux images ! »
Au bout du compte, le papier de Cosimo Bambi repose sur des pronostics particulièrement optimistes. Mais le fait est qu’une telle mission pourrait déboucher sur des avancées scientifiques fondamentalement révolutionnaires, bien au-delà de la simple expérience de pensée. Positionner un vaisseau spatial à proximité d’un trou noir pourrait nous aider à résoudre certaines des énigmes les plus importantes de la physique moderne, avec des implications dantesques dans de nombreuses disciplines.
Vu sous cet angle, on peut considérer que le fait d’explorer la faisabilité de ce projet est parfaitement justifié — même si cela implique des défis technologiques immenses, des délais extrêmement longs et une part d’incertitude considérable. Il sera donc très intéressant de voir si le sujet reviendra sur la table d’ici quelques décennies, une fois que des progrès technologiques concrets permettront de dessiner les contours d’une telle mission.
L’article de recherche est disponible ici.
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