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Le Nobel de physique à Roger Penrose, Andrea Ghez et Reinhard Genzel pour leurs travaux sur les trous noirs

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David Haviland et Goran K Hansson devant l’écran affichant les lauréats du Nobel de Physique 2020 : Roger Penrose, Reinhard Genzel etAndrea Ghez.
David Haviland et Goran K Hansson devant l’écran affichant les lauréats du Nobel de Physique 2020 : Roger Penrose, Reinhard Genzel etAndrea Ghez.
© AFP - Fredrik SANDBERG

L'astrophysique est à l'honneur cette année ! Le jury du Nobel de physique a distingué ce mardi des découvertes sur les trous noirs, en récompensant Roger Penrose, Reinhard Genzel et Andrea Ghez pour leurs travaux sur ces mystérieux objets dont ni la matière ni la lumière ne peuvent s'échapper.

Après le prix Nobel de médecine remis, lundi 5 octobre 2020, à Michael Houghton, Harvey Alter et Charles Rice pour leurs travaux sur le virus de l'hépatite C, le 114e Nobel de physique a été attribué mardi 6 octobre à trois pionniers de la recherche sur les trous noirs, des régions de l'univers d'où rien ne peut s'échapper : le mathématicien et physicien britannique Roger Penrose, l'astronome américaine Andrea Ghez et l'astrophysicien allemand Reinhard Genzel. 

Trois lauréats se partagent donc le prix Nobel de physique cette année, pour des découvertes sur l’un des phénomènes les plus mystérieux de l’univers. Roger Penrose reçoit la moitié du prix pour avoir découvert "que la formation d'un trou noir est une prédiction solide de la théorie de la relativité générale", tandis qu'Andrea Ghez et Reinhard Genzel se partagent la seconde moitié du prix pour leur découverte "d'un objet compact supermassif dans le centre de notre galaxie", des millions de fois plus gros que notre Soleil, a expliqué le jury Nobel en annonçant le prix à Stockholm. Andrea Ghez devient ainsi la quatrième femme à remporter un prix Nobel de physique.

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Dès 1965, soit dix ans après la mort d'Albert Einstein, Roger Penrose a utilisé la modélisation mathématique pour montrer que les trous noirs, ces monstres qui absorbent tout ce qui y pénètre, peuvent se former. Rien, pas même la lumière, ne peut s'en échapper. Ses calculs ont prouvé que les trous noirs sont une conséquence directe de la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Reinhard Genzel and Andrea Ghez dirigent chacun un groupe d’astronomes qui étudient une certaine région de la Voie lactée, appelée Sagittaire A*, depuis le début des années 1990. Ils ont ainsi pu cartographier les orbites des étoiles les plus lumineuses qui étaient les plus au centre. En utilisant les plus grands télescopes du monde, ils ont découvert un objet extrêmement lourd et invisible - environ 4 millions de fois plus grand que la masse de notre Soleil - qui tire sur les étoiles environnantes, donnant à notre galaxie son tourbillon caractéristique. 

"On ne sait pas ce que [le trou noir] contient, on n'en a aucune idée, c'est pourquoi c'est aussi exotique, ça fait partie de l'intrigue, ça pousse les limites de notre compréhension", s'est enthousiasmée Andrea Ghez, jointe par téléphone par la Fondation Nobel.

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L'astrophysique et la physique quantique centrée sur l'infiniment petit, étaient considérées comme favorites par les experts pour ce Nobel 2020. 

Les découvertes des lauréats de cette année ont ouvert de nouveaux horizons pour l'étude des objets compacts et super-massifs. Mais ces objets exotiques suscitent encore de nombreuses interrogations, qui attendent des réponses et motivent de futures recherches. Non seulement au sujet de leur structure interne, mais aussi sur la façon dont on peut tester notre théorie de la gravité dans des conditions extrêmes à proximité immédiate d'un trou noir. David Haviland, président du comité Nobel de physique

En 2019, le prix Nobel de physique avait déjà été décerné à trois cosmologues : le Canado-Américain James Peebles, qui a mis ses pas dans ceux d'Albert Einstein pour éclairer les origines de l'univers, et les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz qui, les premiers, ont révélé l'existence d'une planète en dehors du système solaire.

Si les tous prix Nobel sont bien annoncés cette semaine et lundi prochain pour l'économie, la situation sanitaire a entraîné l'annulation de la cérémonie physique de remise des prix, le 10 décembre à Stockholm. Les lauréats, qui se partagent près d'un million d'euros pour chaque discipline, recevront donc leur prix dans leur pays de résidence.  

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