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1 / 8 Un trou noir vu de 40 rs Vous êtes immobile à 40 fois le rayon de Schwarzschild, un peu au-dessus du plan d’un mince disque de gaz. L’ombre noire mesure 7,4°, et le disque l’enveloppe par-dessus et par-dessous, car son côté le plus éloigné est courbé jusque dans votre champ de vision. L’image est calculée, pas photographiée.
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01 Un trou noir vu de 40 rs Vous êtes immobile à 40 fois le rayon de Schwarzschild, un peu au-dessus du plan d’un mince disque de gaz. L’ombre noire mesure 7,4°, et le disque l’enveloppe par-dessus et par-dessous, car son côté le plus éloigné est courbé jusque dans votre champ de vision. L’image est calculée, pas photographiée.
02 Les lignes droites du ciel se courbent Le disque est éteint et une grille de lignes tous les 15° recouvre le ciel lointain. À 15 rs, les lignes proches du trou s’incurvent autour de lui et une deuxième copie, comprimée, de toute la grille apparaît juste à l’extérieur de l’ombre.
03 Une galaxie derrière le trou devient un anneau Une petite galaxie se trouve maintenant exactement derrière le trou noir. Sa lumière passe de tous les côtés et arrive sous forme de cercle complet, l’anneau d’Einstein. Depuis 20 rs, son diamètre est de 40,4°, presque trois fois l’ombre de 14,5°.
04 Un côté du disque est plus brillant Vu presque par la tranche depuis 30 rs, le gaz de gauche vient vers vous jusqu’à la moitié de la vitesse de la lumière et celui de droite s’éloigne. La lumière du côté qui approche est décalée vers les hautes énergies et projetée vers l’avant, si bien que ce côté brille bien plus.
05 L’anneau de photons au bord de l’ombre À 8 rs, l’ombre mesure 35,4°. Le fin anneau brillant à son bord est de la lumière qui a tourné autour du trou près de 1,5 rs, là où la lumière peut suivre un cercle. Activez « Noms des pièces » pour voir le cercle prédit par la formule.
06 Tout près de la sphère de photons À 1,6 rs, juste à l’extérieur de la sphère de photons, l’ombre mesure 168°, plus que toute la moitié de la vue devant vous, et l’univers extérieur n’occupe plus que ce qui reste derrière vous. Ici, une horloge marche à 0,612 fois le rythme d’une horloge lointaine : une heure ici fait 1,63 heure au loin.
07 Un petit trou noir vous déchire La masse est maintenant celle d’un Soleil, donc rs ne mesure que 2,95 km. À 6 rs, à 17,7 km du centre, vos pieds sont tirés environ 9,7 millions de g plus fort que votre tête. Un corps serait déjà étiré comme un spaghetti vers 3800 km, là où la différence atteint 1 g pour la première fois.
08 Un trou noir géant vous laisse passer Avec M87* (6,5 milliards de Soleils), rs vaut 19,2 milliards de km et la force de marée à 1,15 rs est d’environ 3 × 10⁻¹¹ g. Vous tombez maintenant vers l’intérieur à 93 % de la vitesse de la lumière. Devant, l’ombre se réduit à 80°, et rien ne marque le moment où vous franchissez l’horizon.
Ombre La tache noire est l’ensemble des directions dans lesquelles un rayon suivi aboutit sous l’horizon. Elle est environ 2,6 fois plus large que l’horizon lui-même, car la lumière qui passe tout près est aussi happée. Anneau de photons Le fin bord brillant de l’ombre. Cette lumière a fait une ou plusieurs fois le tour du trou près de 1,5 rs, là où la lumière peut tourner en orbite. Le cercle orange en tirets indique sa taille exacte. Anneau d’Einstein Une petite galaxie placée exactement derrière le trou. Sa lumière contourne le trou de tous les côtés à la fois et apparaît comme un anneau complet. Le cercle bleu en pointillés est la taille calculée dans votre navigateur. Disque d’accrétion Un anneau mince de gaz chaud en orbite de 3 rs, la dernière orbite stable, jusqu’à 12 rs. La luminosité baisse avec le rayon comme dans le modèle standard de disque mince. Côté brillant Le gaz qui vient vers vous est plus brillant et plus bleu, celui qui s’éloigne plus pâle et plus rouge. La différence vient de l’effet Doppler, auquel s’ajoute le décalage vers le rouge gravitationnel. Arrière du disque L’arche au-dessus de l’ombre est la partie du disque située derrière le trou. Sa lumière se courbe par-dessus en venant vers vous, si bien que vous voyez les deux faces du disque à la fois. Ciel étoilé Un champ d’étoiles généré avec une pâle bande galactique. Chaque pixel montre l’étoile au bout de son rayon courbé, si bien que les étoiles proches du trou paraissent déplacées, étirées ou dédoublées. Grille du ciel Des lignes tous les 15° de longitude et de latitude, fixées au ciel lointain. Regarder des lignes droites se courber est le moyen le plus simple de voir à quel point les rayons sont déviés. Marche de l’horloge La vitesse à laquelle avance une horloge immobile à cette distance comparée à une horloge lointaine : √(1 − rs/r). À 1,6 rs, une heure ici fait 1,63 heure au loin. Force de marée Différence d’attraction entre la tête et les pieds pour un corps de 2 m qui tombe les pieds en avant, Δa = 2GM·L/r³, affichée en unités de la gravité terrestre g avec un croquis de l’étirement. Second anneau d’Einstein Un anneau bien plus fin juste à l’extérieur de l’ombre. C’est la lumière de la même galaxie qui a fait un tour complet de plus autour du trou avant de vous atteindre. Dessous du disque La bande pâle sous l’ombre. C’est la face inférieure du disque, visible parce que sa lumière se courbe sous le trou vers vous. Bord intérieur à 3 rs Plus près que 3 rs, le gaz ne peut pas rester sur une orbite circulaire stable et tombe : le disque s’arrête donc ici. Le gaz de ce bord va à la moitié de la vitesse de la lumière. Vue en chute Avec « Observateur en chute », le ciel est redessiné pour quelqu’un qui se laisse tomber depuis le repos, de très loin. Aller si vite resserre la scène devant et étale la scène derrière. Vue qui s’élargit Quand l’ombre devient plus grande que l’écran, la vue s’élargit comme un objectif fisheye pour que le bord de l’ombre reste visible. La caméra ne bouge pas. Raccourcis de distance Des boutons sur la scène qui vous emmènent directement à 40, 12, 6, 3, 1,6 ou 1,1 rs sans faire glisser le curseur. Trous noirs connus Un tableau sous la scène avec 20 trous noirs, de 4,46 à 40 milliards de Soleils. Choisissez-en un et le panneau de mesures prend sa masse.
