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Un objet défini par son horizon

Il a été établi, pour tout corps de masse et rayon , une vitesse de libération $v _{\mathrm{lib}} = \sqrt{2 {\mathcal{G}} M / R}$ . Plus un corps est massif et petit, plus sa vitesse de libération va être élevée. Or toute vitesse est physiquement limitée à la célérité de la lumière.

Définition

On définit un trou noir comme un objet dont la vitesse de libération vaut , la vitesse de la lumière.

Le trou noir de masse est limité par un horizon de rayon $R _{\mathrm{TN}}$ :

$R _{\mathrm{TN}} = {2 {\mathcal{G}} M \over c^{2}}$

Quelques propriétés

C'est peu dire que ce genre d'objet fait couler beaucoup d'encre. Que peut-on en dire, qui reste physique, juste et simple ?

Un trou noir n'a pas plus tendance à "avaler" la matière qu'un objet de masse identique. A masse identique, leurs champs gravitationnels sont identiques. Pour s'en convaincre : revoir le théorème de Gauss.
La physique ne peut pas décrire ce qui est de l'autre côté du trou noir : le trou noir est une singularité de l'espace temps. On suppose qu'un trou noir est caractérisé par des grandeurs qui se conservent : masse ; charge électrique ; moment cinétique
La physique aux abords du trou noir est, par définition, relativiste. Un photon émis sur l'horizon n'arrivera pas à s'extraire du trou noir. Proche de l'horizon, il peut y parvenir, mais y laisse une grande énergie.
Bien comprendre ce genre d'objets nécessite le cadre et le formalisme de la relativité générale.
Bien des régions du ciel sont candidates pour abriter des trous noirs : soit parce qu'elles sont le siège de phénomènes très énergétiques ultrarelativistes, soit parce que l'on y suspecte une très grande concentration de masse, d'après la dynamique d'objets gravitant dans l'environnement (comme observé au centre de notre Galaxie).