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L'aventurier du trou noir

Modélisation de la région du Sagittaire basée sur les rayonnements radios, X et gamma émis par les sources proches du trou noir.

Cap sur Sagittarius A (II)

Au début, le voyage de David est régulé en fonction du planning établit qui lui accorde peu d'heures de loisir. Le travail scientifique lui prend toute sa journée, souvent une bonne quinzaine d'heures durant lesquels il travaille seul, généralement secondé par les robots. David s'oblige également à respecter des périodes de sommeil, de sport et prend trois ou quatre repas léger par jour, même si de temps en temps il s'écarte du planning, les écourtant généralement.

Une liaison différée est établie avec le contrôle au sol mais les contacts sont relativement peu nombreux et le plus souvent laissés à la discrétion de David. Le contact direct n'est pas nécessaire, et il sera bientôt impossible, car toutes les 6 heures dans un premier temps, les ordinateurs de bord transmettent automatiquement des rapports de mission à la base lunaire.

Les jours et les mois passant, le voyage relativiste devient monotone. La banlieue du système solaire est rapidement traversée. Elle est exempte de gaz et contient peu de poussière interstellaire, rien qui suscite beaucoup d'intérêts. Les rapports de synthèse font seulement état de la présence d'une quantité d'énergie sombre. Elle est deux fois plus importante que les relevés indirects, mais c'est tout à fait normal.

Après avoir observé la collision entre deux petits corps dans la Ceinture de Kuiper, à 0.1 année-lumière, Discovery pénètre dans le nuage de Oort, le berceau des comètes. Les relevés infrarouges révèlent des objets massifs dépassant 500 km de diamètre. Grâce aux radars anti-collisions, le vaisseau traversa heureusement cette région sans encombre et sans ressentir la moindre turbulence. En revanche, le système de diagnostic enregistre des milliers d'impacts de petite taille mais qui heureusement ne produisent aucune perforation dans la couche de protection neutronique. Le temps s'écoule.

Les rapports nous apprennent que le vaisseau s'enfonce à présent dans les cirrus de la Voie Lactée et vient de franchir son premier millier d’années-lumière. David qui connaît bien l'expérience du vide interstellaire, nous écrit ce beau message : "j'ai retrouvé une impression de calme et de sérénité extraordinaire qu'aucun mot ne peut exprimer. L'espace est si noir et les étoiles si nombreuses et si colorées qu'elles dessinent autant de havre de paix et de réconfort qui semblent illuminés par la chaleur de cités lointaines. Je vous serai toujours d'une éternelle reconnaissance de m'avoir permis de participer à cette mission et de ressentir autant d'extaordinaires émotions. Votre dévoué, Yan David". Nous lui devons bien ça.

Telle une balle de fusil perforant un nuage de poussières, ci et là, au détour de concentrations plus importantes de gaz, le vaisseau provoque des panaches turbulents, l’équivalent des contrails aérodynamiques que David connaissait bien lorsqu’il volait comme pilote d'essai pour le compte de son laboratoire de recherche.

Au bout d’une année de voyage, la console infrarouge indique que la densité d’hydrogène du milieu interstellaire est de l’ordre d’un proton par centimètre cube, quelques dizaines de milliards de milliards de fois moins dense que l’air qu’il respire. Un calcul rapide mais savant à partir de la masse du vaisseau nous apprend que parti d’une vitesse initiale de l’ordre de quelques dizaines de km/s et progressant avec une accélération constante de 1 g, notre ami devrait atteindre d’ici quelques heures une vitesse voisine de celle de la lumière !

S’approchant de jeunes amas d'étoiles aux couleurs bleutés et des nébuleuses environnantes aux volutes vaporeuses denses et menaçantes, le voyage de David est ponctué de secousses très intenses provoquées par les ondes de densité qu'il traverse. Prenant un nouveau cap, le vaisseau passe près de nodules sombres brunes-oranges vastes comme dix fois le système solaire, probablement des systèmes protostellaires en gestation. Le relevé infrarouge indique que le milieu ambiant présente une température de 1500 K. Le gaz et les poussières cosmiques échauffent la carlingue mais les écrans réfractaires assurent une parfaite protection. Des chocs lourds se font parfois entendre laissant supposer que le revêtement neutronique de la coque subit l’assaut de débris cosmiques conséquents, peut-être de la taille d’une maison voire supérieur. Toutefois, sur le synoptique du vaisseau aucune alarme n’apparaît, le plan de vol se déroule sans aléa ni tracas.

En route vers le centre de la Voie Lactée. La grosse étoile jaune au-dessus de la croix qui indique l'objectif est IRS 7. Le champ couvre environ 5 années-lumière.

Alors que le vaisseau se rapproche à la vitesse de la lumière du noyau de la Voie Lactée, les détecteurs d'ondes gravitationnelles (antenne à graviton et interféromètre VLIGO) signalent la détection d'un paquet d'ondes de gravité d’une amplitude mille fois plus importante qu'à l'accoutumé, une part dans 1015. Sa température est voisine de 1 K. Ce déplacement reste toutefois 10 fois plus petit que le diamètre d'un atome et David n’en ressent aucun effet.

Ces ondes gravitationnelles sont l'un des rayonnements issus de l'interaction du trou noir avec l'espace-temps. Ce phénomène est surprenant. En modifiant localement la structure de l'univers, le trou noir provoque une compression et une extension de l'espace-temps qui réagit en émettant des ondes gravitationnelles, tout comme le fait de jeter une pierre dans l'eau crée une onde qui se déplace dans les trois dimensions. Mais contrairement aux rides de mer qui s'affaiblissent à mesure qu'elles s'éloignent de la source, les ondes gravitationnelles ne sont pas affaiblies ni bloquées par la matière. 

Brillant d'un vif éclat au départ, l'interféromètre VLIGO a déjà perdu sa luminosité. Perturbés par le trou noir, les trains d'ondes successifs du laser ont été affectés par le déplacement infime de la matière au passage de l'onde gravitationnelle. L'interféromètre s'est transformé en "accordéon", provoquant une modification de phase du faisceau laser au moment de sa recombinaison. Au total son éclat s'est réduit. Mais David à beau regarder par les hublots de son vaisseau, il ne voit rien d'autre autour de lui que les innombrables étoiles multicolores du Sagittaire et le chatoiement des nébuleuses.

Jettant un oeil sur l’écran de la caméra gamma, David relève un nombre : 850 millicrabes. La valeur est six fois plus élevée qu’au départ, mais cela reste une valeur raisonnable pour une source gamma distante si on la compare aux émissions de la nébuleuse du Crabe qui sert d’étalon.

A 15100 années-lumière de Sagittarius A l’ordinateur de bord commence la phase de décélération à 1g tout en maintenant son cap. Les jours et les années se succèdent. Le bulbe central de la Voie Lactée envahi bientôt le ciel et rapidement sa luminosité devient insoutenable. Sans même que David ai pu s’en rendre compte l’ordinateur de bord assombrit les hublots à cristaux liquides.

Les lobes d'émissions radioélectriques avec ses points chauds émis par le trou noir à plus de 100 années-lumière. Ces puissantes émissions qui n'existaient pas lors des études préliminaires prouvent qu'il s'est réactivé récemment.

La caméra gamma indique à présent un niveau 2500 millicrabes. David se dit qu’il est temps d’enclencher les écrans protecteurs et donne l’ordre adéquat à l’ordinateur. Les vitres extérieures changent d’aspect et deviennent dorées. Une épaisse paroi de tungstène vient de s’intercaller entre la surface réfractaire et la coque intérieure du vaisseau offrant ainsi une protection totale contre les photons gamma de haute énergie. David se sent à présent en sécurité. Près de 18 ans se seront bientôt écoulés depuis son départ.

A quelques centaines d’années-lumière du trou noir et du coeur de la Voie Lactée, l’espace apparaît comme maculé d’étoiles. La distance moyenne qui sépare les étoiles est à présent inférieure à 10 années-lumière. Leur mouvement d’ensemble n’est pas encore perturbé mais de temps à autre une étoile traverse l’espace à une vitesse inhabituelle, que l’ordinateur évalua à 10000 km/s. David pense qu’il s’agit probablement d'une étoile éjectée de sa trajectoire suite à l’effet de fronde gravitationnelle engendré par le trou noir supermassif.

Alors que le vol relativiste se poursuit sans encombres, soudain, à une dizaine d’années-lumière de son objectif un spot s'allume sur la console digitale de navigation radio. Le gyrocompas confirme que le vaisseau dévie de son cap. En demandant la visualisation de la cible, David remarque, perdu parmi les symboles stellaires, un spot de plasma duquel s’échappe deux grands lobes d’énergie. Il est encore à bonne distance mais sur le moniteur optique il brille déjà plus que les étoiles.

Agrandissement du disque d'accrétion composé de gaz et de poussière d'un diamètre proche d'une année-lumière. Les dimensions de celui-ci n'ont rien d'exceptionnelles.

Le trou noir rayonne à présent plus en lumière visible que radio. David cadre l’image du trou noir et demande un agrandissement. L’image qu’il voit est surréaliste. Cela ressemble à une nébuleuse rougie par sa chaleur interne dans laquelle sont distribuées des centaines d'étoiles comme si elles étaient prises au piège d'une immense toile. Au centre, deux immenses jets de rayonnement bleutés s'échappent dans des directions opposées. L'image agrandie montre qu'il s'agit d'un anneau déformé en rotation au centre duquel la matière plonge en tourbillonnant vers un point très lumineux, le disque d'accrétion du trou noir.

Pianotant quelques commandes sur son terminal, la réponse est immédiate : l'attraction par un objet de 100 masses solaires est confirmée et un changement de cap peut s'opérer.

David garde cependant en mémoire son cours de mécanique relativiste. Cette masse représente certainement l'ensemble des objets galactiques emprisonnés dans le champ gravitationnel du trou noir. Il sait que son attraction varie en fonction inverse du cube de la distance. A grande vitesse, chaque seconde perdue le rapproche inexorablement de son destin.

L'ordinateur lui demande d'intervenir et affiche : <Entrez votre prochain cap ou validez le plan de vol>. Bien que Discovery soit toujours sous pilote automatique par mesure de sécurité, les ingénieurs avaient insérés quelques commandes interactives à certaines phases clés de la mission pour s'assurer que l'objectif de la mission n'avait pas été modifié. Le système le savait bien, mais cela permettait à David d'intervenir directement sur le plan de vol si une difficulté inattendue surgissait.

Le tachymètre indique déjà 0.99c, nous sommes à une fraction de la vitesse de la lumière, le facteur de dilatation g = 7. Cela signifie que le temps a ralenti dans tous les autres référentiels d'un facteur 7 et le vaisseau pèse 7 fois plus qu'au départ. La masse de carburant doit donc être 7 fois plus importante rien que pour vaincre l'accélération. Mais la force du trou noir est plus forte encore. Quoi qu'il fasse David sait que le vaisseau n'a pas cette quantité de carburant. Il devrait avoir une réserve infinie pour contrecarrer l'effet de l'accélération qui devient exponentielle.

L'objectif de sa mission ne sera pas remis en question. David ne répond pas à la question de l'ordinateur et appuie simplement sur le pictogramme <Valider> qui figure sur l'écran tactile et l'ordinateur lui répond en affichant <Cap maintenu. Poursuite de la phase d'attraction>. La console repassa en mode automatique. Le programme habituel continua suivant le plan de vol prescrit et l'injonction de l'ordinateur ne sera plus formulée. Levant machinalement les yeux vers les compteurs digitaux suspendus au-dessus des consoles, David lu :

  Vitesse propre:           0.99c

 Facteur de dilatation:      7

 Temps local:              18a 350j 10h

 Temps terrestre retour:  132a 258j 12h

Notons que l'ordinateur de bord fait mention d'un temps terrestre "retour", donc corrigé, et non pas d'un temps écoulé ordinaire. Théoriquement, selon la théorie de la relativité restreinte, le temps est minimum dans le référentiel galiléen (celui de la fusée en mouvement inertiel) et plus long dans tous les autres (les observateurs extérieurs) qui voient donc leur durée s'allonger (le temps ralentir) par rapport au référentiel dans lequel évolue David.

Concrètement, tant que la fusée de David avance par inertie, il verra tous les évènements se dérouler plus lentement sur la base lunaire qu'à bord de sa fusée. Aux 0.99c indiqués, une action qu'il met 1 jour à réaliser dure 7 fois plus longtemps sur la Lune ou sur la Terre. Le paradoxe du voyage temporel n'apparaît en fait que lorsque David fera demi-tour, décélérant puis réaccélérant pour finalement atterrir sur Terre, où il constatera que c'est l'inverse qui s'est produit : tous ses amis auront vieilli... 7 fois plus vite s'il faisait demi-tour maintenant. Pourquoi ? Car dans le référentiel terrestre, le temps s'est écoulé beaucoup plus rapidement qu'à bord de la fusée ! C'est pourquoi l'horloge embarquée mentionne un temps corrigé pour rappeler à David qu'il vit un temp relatif et lui éviter une mauvaise surprise à son retour...

NB. Pour ne pas perdre la cohérence du récit, nous adopterons les deux points de vues : nous nous placerons tantôt dans le référentiel galiléen de David qui assistera à l'accélération de toutes les actions se déroulant dans le centre lunaire, tantôt dans le référentiel de la base lunaire, les observateurs regardant l'évolution de la mission et assistant au ralentissement de tous les évènements se produisant dans la fusée relativiste.

Prochain chapitre

Distorsions spatio-temporelles

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