Nobel de physique 2020 : trois prix pour les trous noirs

Roger Penrose, Reinhard Genzel et Andrea Ghez se voient décerner le prix Nobel de physique ce 6 octobre 2020 pour leurs travaux sur les trous noirs. Roger Penrose remporte la moitié du prix pour avoir découvert que "la formation des trous noirs est une prédiction robuste de la théorie de la relativité générale”. Andrea Ghez et Reinhard Genzel se partagent l'autre moitié "pour la découverte d'un objet compact supermassif au centre de notre galaxie”.

Un an après le prix décerné à James Peebles, Michel Mayor et Didier Queloz, c'est encore l'astrophysique qui est mise à l'honneur par le prix Nobel de physique cette année.

En récompensant Roger Penrose, 89 ans, l’Académie royale des sciences de Suède couronne l'un des plus brillants théoriciens de la relativité générale, dont il fut avec quelques autres à l'origine de la « résurrection » dans les années 1960. En 1965, Roger Penrose fut le premier à démontrer que l’existence des trous noirs était une conséquence naturelle de la théorie d’Einstein, ce que le savant allemand n’avait jamais admis. Ses travaux ultérieurs aussi eurent de profondes répercussions sur l’étude des trous noirs et la compréhension de la relativité générale.

Un trou noir au centre de la Voie lactée

Longtemps concurrents (ils se sont menés, à partir de la fin des années 1990, une course à la découverte dont nous avons rendu compte dans nos colonnes), l’Américaine Andrea Ghez et l’Allemand Reinhard Genzel sont logiquement réunis pour l’autre moitié du prix, récompensant la découverte du trou noir de 4 millions de masses solaires, baptisé SgrA*, qui occupe le centre de notre galaxie.

Réalisée principalement grâce aux détecteurs à ultra-haute résolution du VLT et de l’observatoire du Keck, la conviction qu’un trou noir occupait bien le centre de la Voie lactée ne fut acquise qu’à petits pas, au prix d’une grande persévérance dans l’observation des étoiles qui circulent au plus près du trou noir.

Avant la découverte de la première fusion de trous noirs via l’émission d’ondes gravitationnelles, les observations de Genzel et Ghez étaient considérées comme les plus convaincantes en faveur de l’existence de ces étranges objets, dont on possède désormais une image. Les observations qui se poursuivent autour de SgrA* fournissent toujours de précieux tests de la relativité générale.

Il faut noter qu’après Marie Curie (1903), Maria Goeppert-Mayer (1963) et Donna Strickland (2018), Andrea Ghez est la quatrième femme à obtenir le prix Nobel de physique.

Pour en savoir plus sur les trous noirs et la relativité générale, reportez-vous à nos dossiers des n°544, 550 et 570.