Ken Tapping, le 9 juin 2010

Quand il eut l'intuition que chaque petit bout de matière dans l'Univers exerçait une attraction sur tous les autres petits bouts grâce à une force qu'on appelle désormais « gravité », Isaac Newton venait de découvrir une des vérités fondamentales de l'astronomie. De nos jours, quoi que fasse un astronome, la gravité n'est jamais loin. 

Chaque particule dans un amas attire vers elle toutes les autres particules. Cette force est extrêmement faible quand l'objet est petit. Si rien ne vient les déranger, les corps de plus de quelques kilomètres engendrent une gravité assez forte pour garder leur cohésion. Elle ne l'est toutefois pas assez pour leur conférer une forme sphérique. C'est pourquoi les petits astéroïdes et les blocs de glace poussiéreuse constituant la tête des comètes ressemblent presque toujours à une pomme de terre ou à une cacahuète.

Les amas d'une centaine de kilomètres et plus subissent une force d'attraction gravitationnelle suffisamment élevée pour qu'elle leur donne la forme d'une sphère. C'est donc à la gravité qu'on doit la rondeur de la Lune, de la Terre, des autres planètes et du Soleil. Plus un corps est massif, plus le poids des matériaux qui s'empilent écrase le noyau, exerçant sur lui une pression grandissante. Le phénomène est intéressant en soi pour les objets de la taille de la Terre ou de la Lune, mais il n'y a guère de quoi s'exciter. Néanmoins, il faut prendre en compte un deuxième facteur capital : la chaleur. 

Les planètes, les étoiles et les autres corps qui nous entourent sont nés de l'effondrement d'immenses nuages de gaz et de poussières. Quand ces petits fragments se sont écrasés l'un sur l'autre, souvent à la vitesse de nombreux kilomètres à la seconde, l'impact a libéré une grande quantité de chaleur. À sa naissance, il y a environ 4,5 milliards d'années, la Terre n'était qu'un énorme amas de roc fondu. Lorsque celui-ci a commencé à se solidifier, les éléments lourds tels le fer et le nickel s'étaient essentiellement accumulés au centre; les minéraux renfermant du fer et du magnésium avaient formé une couche autour du noyau de nickel-fer, tandis que ceux contenant du silicium et de l'aluminium les surmontaient pour former une croûte, par-dessus. L'intérieur de notre planète est toujours en fusion et les découvertes les plus récentes indiquent qu'il en va autant du coeur de Vénus. On s'y attendait, car Vénus, qui a à peu près la même taille que la Terre, est née approximativement à la même époque. 

Dans les corps de plus en plus massifs, la pression interne continue d'augmenter. Ceux dont la masse dépasse celle de Jupiter par un facteur de 100 ou plus connaissent une pression et une température suffisamment élevées en leur centre pour que s'y déclenche la fusion nucléaire. L'énergie libérée est alors suffisante pour que l'objet brille et devienne une étoile. 

Lorsqu'on ajoute encore plus de masse ou comprime le coeur de l'objet grâce à l'onde de choc d'une explosion, on atteint un point où la pression centrale est si grande que les atomes s'écrasent les uns sur les autres. Les électrons sont projetés sur les protons et l'on obtient un amas de neutrons. De là viennent les étoiles à neutrons. Si le Soleil connaissait le même sort, il rétrécirait jusqu'à avoir un diamètre d'environ 10 km. 

On peut comprimer les choses encore plus. Alors se produisent des phénomènes vraiment étranges. La force gravitationnelle qui écrase le corps dépasse la pression qui s'oppose à la compression, et la contraction se poursuit jusqu'à ce que le temps et l'espace subissent une distorsion. L'objet s'entoure alors d'un « horizon des événements » d'où la lumière elle-même ne peut s'échapper. Voilà la naissance d'un trou noir.