Horizon (trou noir)

Vue d'artiste de l'horizon des évènements du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée.

En astrophysique, l'horizon d'un trou noir, ou l'horizon des évènements (event horizon en anglais), représente la frontière d'un trou noir à partir de laquelle la vitesse de libération atteint celle de la lumière. Selon le type de trou noir concerné, la taille et la forme de l'horizon seraient variables. Elles seraient en grande partie déterminées par la masse et par le moment cinétique du trou noir.

L'horizon des évènements est une hypersurface à trois dimensions[1],[2],[3],[4] de genre lumière[5],[6]. Il représente la limite de l'extension spatiale du trou noir, définissant ce qui peut être considéré comme étant sa taille. La région délimitée par l'horizon des évènements diffère ainsi de la singularité gravitationnelle centrale, qui serait d'un rayon nul et d'une densité infinie[7]. Le théorème de Hawking sur la topologie des trous noirs affirme que, dans l'espace-temps à quatre dimensions, asymptotiquement plat et obéissant à la condition d'énergie dominante, l'horizon des évènements d'un trou noir stationnaire a la topologie d'une 2-sphère[8],[9].

L'horizon d'un trou noir, sans autre précisons, désigne son « horizon des événements futurs », « futurs » étant souvent omis[10].

L'expression « horizon des événements » a été introduite par Wolfgang Rindler (-) en [11],[12].

  1. Kachelriess 2017, chap. 25, sec. 25.1, p. 262. Définition de l'horizon des événements appliquée au trou noir de Schwarzschild.
  2. Kachelriess 2017, chap. 25, sec. 25.2, p. 272. Définition de l'horizon des événements appliquée au troi noir de Kerr.
  3. Królak 2004, sec. 1, p. 64.
  4. Shapiro et Teukolsky 1983, chap. 12, sec. 12.1, p. 335, n. 1.
  5. Le Bellac 2015, p. 116.
  6. Éric Gourgoulhon, Relativité générale, Paris, Observatoire de Paris, universités Paris-VI, Paris-VII et Paris-XI et École normale supérieure, , 341 p. (lire en ligne [PDF]) page 129.
  7. Valeurs limites atteintes dans le formalisme de la relativité générale.
  8. Galloway et Schoen 2006, p. 572.
  9. Galloway, Miao et Schoen 2015, p. 438.
  10. [[#|]], chap. 3, sec. 3.1, § 3.1.2, p. 91.
  11. Landsman 2022, chap. 6, sec. 6.1, p. 126, n. 286.
  12. Rindler 1956, § 1, p. 663.

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