Image de l'ESA, l'Agence spatiale européenne.

Par Inés Urdaneta / Physicienne et chercheuse à la Resonance Science Foundation

En une semaine seulement, deux études très importantes ont mis en lumière le fait désormais irrévocable que les trous noirs au centre des galaxies jouent un rôle prédominant dans la formation des galaxies, événement qui expliquerait pourquoi les astronomes et les astrophysiciens ont trouvé un trou noir au centre des galaxies.

Dans un précédent article de RSF intitulé " Les trous noirs supermassifs donnent naissance à des étoiles à un rythme effréné ", nous avions abordé le cas où les astronomes ont observé des trous noirs supermassifs créant des régions de formation d'étoiles. Depuis 2017, une équipe d'astrophysiciens observe les trous noirs supermassifs et la possibilité que ces entités puissent donner naissance à des étoiles, trouvant des preuves de la naissance de nouvelles étoiles à partir de la matière éjectée du trou noir, appelée écoulement. Un écoulement de gaz pourrait être responsable de la création de nouvelles étoiles en tourbillonnant autour du centre du trou noir (pensez à l'eau qui coule dans une canalisation) dans ce qu'on appelle un disque d'accrétion. La possibilité que la formation d'étoiles se produise par "accident" dans le disque d'accrétion du trou noir a donc été confirmée par les observations.

La figure ci-dessous montre les principales caractéristiques d'un trou noir, y compris son disque d'accrétion.

This artist’s impression depicts a rapidly spinning supermassive black hole surrounded by an accretion disc. This thin disc of rotating material consists of the leftovers of a Sun-like star which was ripped apart by the tidal forces of the black hole. The black hole is labelled, showing the anatomy of this fascinating object.

Les preuves du rôle des trous noirs dans la formation des galaxies ne cessent de croître. Abordons tout d'abord la découverte faite par Zachary Schutte de l'Université d'État du Montana et ses collègues, en observant le trou noir d'une galaxie naine appelée Henize 2-10 qui crachait une crête de gaz ionisé d'environ 500 années-lumière de long, s'étendant du centre galactique à un nuage de gaz sur le bord de la galaxie où des étoiles se formaient, comme le montre l'image ci-dessous.

Image optique de la galaxie naine Henize 2-10. Tirée de l'article original.

Les galaxies naines sont des sujets d'étude intrigants car elles sont vraisemblablement très similaires aux galaxies formées dans l'univers primitif, contenant un milliard d'étoiles ou moins, et ayant en leur centre un trou noir ou une supernova. La plupart du temps, il est difficile de distinguer l'un ou l'autre, car leur signal est trop faible. En utilisant le télescope spatial Hubble pour observer et réaliser la spectroscopie de cette galaxie naine (qui se trouve à environ 34 millions d'années-lumière de la Terre, dans la constellation Pyxis), Schutte et son équipe ont développé une méthodologie à bien plus haute résolution pour Hen 2-10, qui leur a permis de confirmer qu'il s'agit d'un trou noir. Les auteurs de cette étude concluent que cet écoulement de trou noir a déclenché la formation d'étoiles dans la galaxie, et leurs conclusions ont été publiées dans Nature.

Comme l'expliquent les auteurs de cette étude, la plupart des écoulements induits par les trous noirs dans les galaxies naines ont été découverts dans des galaxies dont le noyau est bien défini et dans des noyaux galactiques actifs (NGA) sélectionnés optiquement et présentant des taux d'accrétion relativement élevés, ce qui suggère que les NGA jouent un rôle dans le chauffage et l'expulsion du gaz dans les galaxies et dans l'extinction de la formation d'étoiles, phénomène appelé rétroaction négative.

"Cela contraste fortement avec la galaxie Henize 2-10, qui présente une morphologie centrale irrégulière, forme intensément des étoiles et subit une rétroaction positive d'un trou noir à faible accrétion qui est lumineux aux longueurs d'onde radio plutôt qu'optiques." Article original.

Le mystère sur la raison d'être des galaxies - qui sont un ensemble d'étoiles agglomérées en spirale, en ellipse ou dans d'autres géométries que l'on trouve dans le cosmos - et sur leur formation, a été élucidé une seconde fois. Depuis qu'il a été démontré que la plupart des galaxies contiennent des trous noirs massifs en leur centre, l'idée que les trous noirs agissent comme des graines autour desquelles les galaxies se forment gagne de plus en plus de terrain. Le principal obstacle à un tel scénario était le manque de preuves que quelque chose devait empêcher les étoiles de tomber dans les trous noirs lors de leur formation.

Stephen Adler, de l'université de Princeton dans le New Jersey, a élaboré une nouvelle théorie basée sur une interaction entre les trous noirs et l'énergie sombre. Cette théorie fournit un mécanisme qui pourrait expliquer comment un trou noir central peut catalyser la formation d'étoiles. Cette interaction avec l'énergie sombre provoquerait une fuite de matière des trous noirs, créant un vent de particules qui s'éloigne.

"Lorsque ce vent entre en collision avec de la matière en fusion, le momentum s'annule, laissant les produits de la collision à une certaine distance du trou noir. C'est cette matière qui se transforme alors en étoiles." Le blog arXiv de la physique

Comme l'indique le résumé de cette étude dans les preprints,

"Les équations newtoniennes et relativistes générales pour le mouvement radial dans le champ d'un objet central massif sont identiques et ont la propriété que les particules tombant du repos à l'infini et les particules du "vent" d'un trou noir avec une vitesse relativiste s'échappant de l'horizon nominal d'un trou noir de type Schwarzschild, ont toutes deux la même magnitude de vitesse à tout rayon du trou. Par conséquent, lorsque des particules d'influx et de vent de même masse entrent en collision à n'importe quel rayon, elles donnent des produits de collision avec une vitesse radiale du centre de masse nulle, qui peuvent ensuite nucléer la formation d'étoiles au rayon de la collision. Nous suggérons que cela donne un mécanisme général par lequel un trou noir central peut catalyser la formation de galaxies".

Une illustration montre une galaxie lointaine avec un quasar actif en son centre. Une équipe de l'Observatoire Steward de l'Université d'Arizona a récemment découvert le quasar le plus ancien et le plus lointain connu de la science. Avec l'aimable autorisation de la NASA, de l'ESA et de J. Olmsted (STScI)

Comme le souligne Adler, le scénario dans lequel un trou noir fuyant catalyserait la formation d'une galaxie est le suivant : tout d'abord, une accrétion de particules de poussière conduit à la formation d'un trou noir qui continue de croître à mesure que de la poussière et du matériel stellaire sont accrétés. Ensuite, les collisions entre les particules de vent relativistes provenant du trou noir et les particules de poussière qui tombent, provoquent la formation d'étoiles ; à mesure que le trou noir grossit, une galaxie d'étoiles grandit avec lui.

Comme Adler s'est concentré sur le cas de la symétrie sphérique (c'est-à-dire les trous noirs non rotatifs), dans le cas des trous noirs rotatifs, on s'attend à ce que le rapport entre le moment angulaire et la masse du trou influence la géométrie de la galaxie qui est créée, ce qui appelle l'utilisation d'une métrique plus compliquée, la métrique de Kerr.

Dans sa préimpression (dont la publication est prévue en décembre 2021), Adler explique que plusieurs calculs détaillés doivent être effectués pour étayer le mécanisme qu'il propose :

  • Résoudre la structure intérieure du trou noir de type Schwarzschild, pour vérifier l'hypothèse selon laquelle la vitesse des vents émergents est très proche de la vitesse de la lumière lorsque la matière qui compose sa masse est incluse dans les équations gravitationnelles modifiées.
  • Étudier la dynamique des flux stellaires opposés en présence d'un gradient gravitationnel, pour voir si le mécanisme proposé "contourne le problème du moment angulaire excessif dans les images conventionnelles de la formation des étoiles", et
  • Étudier les statistiques lors de la combinaison des mouvements transversaux des particules qui s'effondrent pour former une seule étoile, afin de voir si les étoiles formées ont un moment angulaire suffisant pour graviter autour du trou noir central.

En outre, et comme l'explique cet article de diffusion du Physics arXiv Blog, si les trous noirs émettent effectivement un "vent" comme le propose Adler, les astronomes pourraient en voir la preuve, peut-être dans notre propre galaxie ayant un trou noir supermassif en son centre, Sagittarius A*. De même, le processus de formation des étoiles à proximité des trous noirs devrait également être visible, notamment pour les premières générations d'étoiles de l'univers primitif.

Heureusement, cette époque précoce est actuellement visible pour les astronomes qui utilisent le télescope spatial James Webb, qui a été lancé avec succès au début du mois, et qui vient d'arriver aujourd'hui à sa destination finale, pour commencer ses observations.

Pour en savoir plus sur la pertinence du télescope James Webb, nous vous recommandons ces articles de Natalie Wolchover, pour quanta Magazine, et d'Ethan Siegel, pour BigThink.

La compréhension de la manière dont ces galaxies naines forment des étoiles, et du rôle de leur trou noir central dans ce processus, peut nous guider dans l'évolution de notre propre galaxie, la Voie lactée.

Le FSR en perspective :

La théorie d'Adler se concentre sur les trous noirs non rotatifs, qui sont plus simples à résoudre sur le plan théorique. Il est intéressant de noter qu'il a dû recourir à un flux de particules entrantes pour trouver la solution qu'il propose pour les trous noirs stationnaires.

Selon la théorie de Nassim Haramein, la production de matière et la formation d'étoiles résultent de la dynamique de rotation dans la structure du vide près de l'horizon des trous noirs. La dynamique de rotation résulte de l'inclusion du couple et des forces de Coriolis dans les équations de champ d'Einstein et de la solution de Kerr-Newman - appelée solution de Haramein-Rauscher - qui décrit les structures dynamiques de rotation des galaxies, des novae, des supernovae et d'autres structures astrophysiques comme étant entraînées par un couple espace-temps, qui est également responsable de la formation observée des galaxies spirales. Le modèle est cohérent avec les structures galactiques ayant un trou noir super-massif en leur centre, ainsi qu'avec les jets polaires, les disques d'accrétion, les bras spiraux et les formations de halos galactiques. Par conséquent, tout dans l'univers est en rotation, et les trous noirs stationnaires n'existent pas. En outre, la pertinence de la distinction entre un trou noir et une supernova ne serait pas un problème, car une supernova aurait un trou noir dans son noyau, donc dans les deux cas nous parlerions d'un trou noir, un trou noir en rotation.

Un trou noir en rotation peut produire ce type de "vent" grâce au mécanisme de la solution de Haramein-Rauscher, qui répond au problème également soulevé par le moment angulaire que les étoiles doivent acquérir pour se retrouver en orbite autour d'un trou noir. Une étude plus complète sera présentée dans le prochain article de Haramein "Scale invariant unification of process, fields and particles in a quantum vacuum plasma" qui sera publié prochainement.

Une explication très complète sur ce sujet peut être trouvée dans l'article suivant de RSF par Dr. Amira Val Baker et William Brown : Astrophysics Gets Turned On Its Head, Black Holes Come First, qui traite de la comparaison entre le modèle cosmologique conventionnel de formation des galaxies, des étoiles et des trous noirs, et le modèle développé par Haramein. Le modèle conventionnel stipule que les trous noirs se forment à partir de l'effondrement du noyau d'étoiles massives de plus de 20 masses solaires ; une fois qu'une étoile massive a atteint sa limite de fusion thermonucléaire continue - qui, même pour les étoiles les plus massives, s'arrête à l'élément fer - il n'y a plus assez d'énergie rayonnant vers l'extérieur pour contrebalancer la force gravitationnelle interne de l'étoile, l'étoile subit donc un effondrement gravitationnel formant un vestige stellaire sous la forme d'une naine blanche, d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir, comme illustré ci-dessous.

Image source L'astrophysique est chamboulée, les trous noirs sont les premiers.

Le problème le plus troublant de cette perspective est peut-être l'observation récente de trous noirs supermassifs qui se trouvent à la limite de l'univers visible et qui font donc partie des structures les plus anciennes de l'univers.

Si les trous noirs se forment par effondrement stellaire, comment les trous noirs supermassifs peuvent-ils être présents alors que les premières étoiles commençaient tout juste à se former ?

Le modèle d'Haramein donne une réponse simple : les trous noirs se forment en premier, au cours des premières époques de l'univers, lorsque les densités d'énergie étaient extrêmement élevées, et ils agissent ensuite comme des centres de nucléation guidant la formation des étoiles et des galaxies, comme le montre l'image ci-dessous.

Image source L'astrophysique est chamboulée, les trous noirs sont les premiers.

Comme l'expliquent Val Baker et Brown, immédiatement après ce qu'on appelle le Big Bang, les densités d'énergie seront si importantes qu'il faut s'attendre à ce que des trous noirs soient produits en grande quantité. Et les calculs montrent que la taille du trou noir est déterminée par l'évolution temporelle qui suit le Big Bang (Note LSG : Création de l'illusion de l'univers (maya) par la pensée de séparation de l'Esprit), c'est-à-dire que des trous noirs plus petits qu'une masse stellaire ont pu se former dans les premiers temps, appelés trous noirs primordiaux (PBH). Par conséquent, à un temps de Planck après le Big Bang (qui est de ~10-43s), des trous noirs de masse de Planck (~10-5g) se formeraient (voir Bernard Carr, Quantum Black holes as the Link Between Microphysics and Macrophysics, 2017).

"Haramein a utilisé ces trous noirs de la taille de Planck, appelés oscillateurs sphériques de Planck dans son article Gravité quantique et masse holographique, pour calculer la masse exacte d'objets allant des particules élémentaires aux étoiles et aux trous noirs astronomiques en utilisant les quanta d'espace-temps, découvrant ainsi une solution gravitationnelle quantique invariante à l'échelle." Val Baker & Brown.

Les nouvelles découvertes présentées dans cet article soutiennent le mécanisme proposé par la théorie holographique de Haramein. Les connaissances de pointe sur les trous noirs évoluent et se rapprochent de la perspective de Nassim Haramein !

Plus d'informations sur :

https://www.discovermagazine.com/the-sciences/black-hole-theory-finally-explains-how-galaxies-form

Source : https://www.resonancescience.org/blog/evidence-of-black-holes-forming-galaxies-is-mounting

Commentaire LSG relatif à cet article :

Que vois tu ?

Et que ne vois tu pas et qui est toujours là... partout, et 1 ?

Vous voyez une infinité de couleurs, de lumière et d'yeux différents (séparés en apparences)...

Mais vois tu le trou noir Unique au milieu de chaque œil ?

Le trou noir de l’œil précède la lumière... l'invisible précède la manifestation du visible...

Seul ton troisième œil ouvert peut voir ce que les yeux humains ne pourront jamais voir.

La vérité est Une.

Tout est UN et rien d'autre que le UN n'est réel.

C'est pour cela qu'on appelle l'univers :

  • une projection mentale
  • une projection holographique
  • maya
  • la blague cosmique
  • la grande illusion de l'égo (système de pensé insane (le mental) issu de l'idée de séparation d'avec La Source)

Ce n'est pas La Source qui a créé l'illusion de la séparation et son univers holographique (rêve, illusion). C'est toi qui rêve qu'il existe autre chose que l'Absolu et Unique (Dieu) et dans ton rêve il n'y a que toi sous de multiples formes apparaissant comme étant séparées de toi...

Quand tu regardes un frère ou une sœur dans les yeux, regardes bien au centre du trou noir de ses yeux et tu ressentiras un jour que tu te parles à toi-même dans ton rêve (rêve d’être un corps insignifiant, fragile, mortel et apparemment séparé).

Ce jour là, ta joie sera immense et la fin du cycle des naissances et des morts sera proche si tu vas jusqu'au bout et ne transige pas avec la Vérité en essayant de maintenir l'illusion comme étant une réalité. L'illusion n'est ni bonne ni mauvaise car elle n'existe pas. De là te viendra le pardon quantique lequel te mènera jusqu'à l’expérience directe de ce que tu es réellement et de ton Unité Totale avec Dieu.

Cette "Singularité" dont les physiciens parlent, est partout et Une. Ce qui est insupportable pour le système de pensée de l'égo c'est que RIEN D'AUTRE N'EXISTE 😉

L.


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