Chris Anderson: Shep, thank you so much for coming. I think your plane landed literally two hours ago in Vancouver. Such a treat to have you. So, talk us through how do you get from Einstein's equation to a black hole?
Chris Anderson : Shep, merci beaucoup d'être venu. Je crois que vous avez atterri à Vancouver il y a deux heures. Votre présence est un plaisir. Alors, comment fait-on pour passer de l'équation d'Einstein à un trou noir ?
Sheperd Doeleman: Over 100 years ago, Einstein came up with this geometric theory of gravity which deforms space-time. So, matter deforms space-time, and then space-time tells matter in turn how to move around it. And you can get enough matter into a small enough region that it punctures space-time, and that even light can't escape, the force of gravity keeps even light inside.
S. Doeleman : Il y a plus de 100 ans, Einstein a imaginé cette théorie géométrique de la gravité qui déforme l'espace-temps. La matière déforme l'espace-temps, puis l'espace-temps dit à la matière comment se déplacer. Il est possible d'avoir assez de matière dans une région assez petite afin que l'espace-temps soit percé et que la lumière ne puisse s'échapper, que la gravité retienne même la lumière.
CA: And so, before that, the reason the Earth moves around the Sun is not because the Sun is pulling the Earth as we think, but it's literally changed the shape of space so that we just sort of fall around the Sun.
CA : Avant cela, ce qui fait que la Terre tourne autour du Soleil n'est pas l'attraction du Soleil comme nous le pensons, mais la forme modifiée de l'espace qui nous fait chuter autour du Soleil.
SD: Exactly, the geometry of space-time tells the Earth how to move around the Sun. You're almost seeing a black hole puncture through space-time, and when it goes so deeply in, then there's a point at which light orbits the black hole.
SD : Oui, la géométrie de l'espace-temps dit à la Terre comment tourner autour du Soleil. On voit presque le trou noir percer l'espace-temps et s'il est extrêmement profond, il y a un point à partir duquel la lumière orbite autour du trou noir.
CA: And so that's, I guess, is what's happening here. This is not an image, this is a computer simulation of what we always thought, like, the event horizon around the black hole.
CA : C'est donc ça, je suppose, qui se passe ici. Ce n'est pas une image, il s'agit d'une simulation de ce que nous avons toujours pensé comme étant l'horizon des événements autour du trou noir.
SD: Until last week, we had no idea what a black hole really looked like. The best we could do were simulations like this in supercomputers, but even here you see this ring of light, which is the orbit of photons. That's where photons literally move around the black hole, and around that is this hot gas that's drawn to the black hole, and it's hot because of friction. All this gas is trying to get into a very small volume, so it heats up.
SD : Jusqu'à la semaine dernière, nous ignorions à quoi cela ressemblait. Au mieux, nous faisions des simulations comme celle-ci dans des supercalculateurs et ici aussi, vous voyez cet anneau de lumière qui est l'orbite des photons. C'est là que les photons tournent autour du trou noir et autour, il y a ce gaz chaud qui est attiré par le trou noir, qui chauffe à cause de la friction. Tout ce gaz tente d'aller dans un minuscule volume, donc ça chauffe.
CA: A few years ago, you embarked on this mission to try and actually image one of these things. And I guess you took -- you focused on this galaxy way out there. Tell us about this galaxy.
CA : Il y a quelques années, vous avez rejoint cette mission pour essayer de vraiment capturer cela. Je suppose que... vous vous êtes concentré sur cette galaxie. Parlez-nous de cette galaxie.
SD: This is the galaxy -- we're going to zoom into the galaxy M87, it's 55 million light-years away.
SD : C'est la galaxie -- nous allons zoomer sur la galaxie M87, à 55 millions d'années-lumière d'ici.
CA: Fifty-five million.
CA : 55 millions.
SD: Which is a long way. And at its heart, there's a six-and-a-half-billion- solar-mass black hole. That's hard for us to really fathom, right? Six and a half billion suns compressed into a single point. And it's governing some of the energetics of the center of this galaxy.
SD : Elle est très éloignée. Et en son cœur, il y a un trou noir de 6,5 milliards de masses solaires. C'est difficile à imaginer, n'est-ce pas ? Six milliards et demi de soleils comprimés en un seul point. Et cela régit certaines dynamiques du centre de cette galaxie.
CA: But even though that thing is so huge, because it's so far away, to actually dream of getting an image of it, that's incredibly hard. The resolution would be incredible that you need.
CA : Mais même si cette chose est énorme, comme elle est très éloignée, pour rêver d'en capturer une image, c'est très difficile. La résolution nécessaire est incroyable.
SD: Black holes are the smallest objects in the known universe. But they have these outsize effects on whole galaxies. But to see one, you would need to build a telescope as large as the Earth, because the black hole that we're looking at gives off copious radio waves. It's emitting all the time.
SD : Les trous noirs sont les objets les plus petits de l'univers, mais ils ont ces effets énormes sur des galaxies entières. Mais pour en voir un, il faudrait un télescope aussi grand que la Terre, parce que le trou noir que nous observons émet des ondes radio en abondance. Il émet tout le temps.
CA: And that's exactly what you did.
CA : Et c'est ce que vous avez fait.
SD: Exactly. What you're seeing here is we used telescopes all around the world, we synchronized them perfectly with atomic clocks, so they received the light waves from this black hole, and then we stitched all of that data together to make an image.
SD : Exactement. Ici, voyez-vous, on a utilisé des télescopes du monde entier, nous les avons synchronisés avec des horloges atomiques afin de recevoir les ondes lumineuses de ce trou noir et les données ont ensuite été regroupées pour créer une image.
CA: To do that the weather had to be right in all of those locations at the same time, so you could actually get a clear view.
CA : Pour ce faire, la météo devait être clémente dans tous ces endroits en même temps, pour avoir une vue dégagée.
SD: We had to get lucky in a lot of different ways. And sometimes, it's better to be lucky than good. In this case, we were both, I like to think. But light had to come from the black hole. It had to come through intergalactic space, through the Earth's atmosphere, where water vapor can absorb it, and everything worked out perfectly, the size of the Earth at that wavelength of light, one millimeter wavelength, was just right to resolve that black hole, 55 million light-years away. The universe was telling us what to do.
SD : Nous avions besoin de chance pour différentes choses. Il est parfois mieux d'être plus chanceux que bon. Dans ce cas, nous étions les deux, je pense. Mais la lumière devait venir du trou noir. Il fallait que ça traverse l'espace intergalactique, l'atmosphère terrestre, où la vapeur d'eau peut l'absorber, et tout s'est passé à la perfection : la taille de la Terre à cette longueur d'onde, d'un millimètre, convenait pour voir ce trou noir à 55 millions d'années-lumière. L'univers nous disait quoi faire.
CA: So you started capturing huge amounts of data. I think this is like half the data from just one telescope.
CA : Vous avez amassé énormément d'informations. Ici, c'est la moitié des données d'un seul télescope.
SD: Yeah, this is one of the members of our team, Lindy Blackburn, and he's sitting with half the data recorded at the Large Millimeter Telescope, which is atop a 15,000-foot mountain in Mexico. And what he's holding there is about half a petabyte. Which, to put it in terms that we might understand, it's about 5,000 people's lifetime selfie budget.
SD : Oui, c'est l'un des membres de notre équipe, Lindy Blackburn et il tient la moitié des données enregistrées par le Grand Télescope Millimétrique, qui se trouve au sommet d'une montagne de 4 500 mètres au Mexique. Ce qu'il tient là représente un demi-pétaoctet environ. C'est-à-dire, pour le dire en termes plus compréhensibles, les selfies de toute une vie de 5 000 personnes.
(Laughter)
(Rires)
CA: It's a lot of data. So this was all shipped, you couldn't send this over the internet. All this data was shipped to one place and the massive computer effort began to try and analyze it. And you didn't really know what you were going to see coming out of this.
CA : C'est énorme. Tout a donc été expédié mais c'était impossible par internet. Cela a été réuni à un seul endroit et l'énorme effort informatique a commencé pour l'analyser. Et vous ne saviez pas vraiment ce qui allait en être tiré.
SD: The way this technique works that we used -- imagine taking an optical mirror and smashing it and putting all the shards in different places. The way a normal mirror works is the light rays bounce off the surface, which is perfect, and they focus in a certain point at the same time. We take all these recordings, and with atomic clock precision we align them perfectly, later in a supercomputer. And we recreate kind of an Earth-sized lens. And the only way to do that is to bring the data back by plane. You can't beat the bandwidth of a 747 filled with hard discs.
SD : La technique que nous avons utilisée -- imaginez un miroir optique, brisez-le et éparpillez les éclats à différents endroits. Un miroir normal a une surface parfaite qui réfléchit les rayons lumineux afin de les concentrer sur un même point au même moment. On prend tous ces enregistrements et avec la précision d'une horloge atomique, nous les alignons parfaitement, par la suite dans un supercalculateur. Nous créons une lentille de la taille de la Terre. Pour ce faire, on ne peut apporter les données que par avion. On ne peut pas battre la capacité d'un 747 rempli de disques durs.
(Laughter)
(Rires)
CA: And so, I guess a few weeks or a few months ago, on a computer screen somewhere, this started to come into view. This moment.
CA : Je suppose qu'il y a quelques semaines ou mois, sur un écran d'ordinateur, l'image a commencé à être visible. Ce moment.
SD: Well, it took a long time.
SD : En fait, ça a pris beaucoup de temps.
CA: I mean, look at this. That was it. That was the first image.
CA : Voici l'image. C'était ça. C'était la première image.
(Applause)
(Applaudissements)
So tell us what we're really looking at there.
Alors, dites-nous ce qu'on aperçoit vraiment.
SD: I still love it.
SD : Je l'adore toujours.
(Laughter)
(Rires)
So what you're seeing is that last orbit of photons. You're seeing Einstein's geometry laid bare. The puncture in space-time is so deep that light moves around in orbit, so that light behind the black hole, as I think we'll see soon, moves around and comes to us on these parallel lines at exactly that orbit. It turns out, that orbit is the square root of 27 times just a handful of fundamental constants. It's extraordinary when you think about it.
Ce qu'on voit est la dernière orbite des photons. La géométrie d'Einstein est révélée. L'espace-temps est si profondément percé que la lumière se déplace en orbite, de telle sorte que la lumière de derrière que nous verrons bientôt, contourne et arrive vers nous de manière parallèle, exactement sur cette orbite. Il s'avère que cette orbite est la racine carrée de 27 multipliée par quelques constantes fondamentales. C'est extraordinaire quand on y pense.
CA: When ... In my head, initially, when I thought of black holes, I'm thinking that is the event horizon, there's lots of matter and light whirling around in that shape. But it's actually more complicated than that. Well, talk us through this animation, because it's light being lensed around it.
CA : Quand... Dans ma tête, au début, quand j'ai pensé aux trous noirs, je voyais l'horizon des événements, où beaucoup de matière et de lumière tourbillonnant de cette façon. Mais c'est en fait plus compliqué que ça. Parlez-nous donc de cette animation où la lumière est déviée par le trou noir.
SD: You'll see here that some light from behind it gets lensed, and some light does a loop-the-loop around the entire orbit of the black hole. But when you get enough light from all this hot gas swirling around the black hole, then you wind up seeing all of these light rays come together on this screen, which is a stand-in for where you and I are. And you see the definition of this ring begin to come into shape. And that's what Einstein predicted over 100 years ago.
SD : Ici, la lumière venant de derrière est déviée et de la lumière fait une boucle autour de l'orbite du trou noir. Mais en ayant assez de lumière venant des gaz chauds tourbillonnant autour du trou noir, on finit par voir tous ces rayons lumineux arriver ensemble sur cet écran, qui représente l'endroit où nous sommes. Vous voyez donc comment cet anneau se forme. C'est ce qu'Einstein avait prédit il y a plus de 100 ans.
CA: Yeah, that is amazing. So tell us more about what we're actually looking at here. First of all, why is part of it brighter than the rest?
CA : Oui, c'est incroyable. Parlez-nous de ce qu'on est en train de regarder ici. D'abord, pourquoi y a-t-il une partie plus lumineuse ?
SD: So what's happening is that the black hole is spinning. And you wind up with some of the gas moving towards us below and receding from us on the top. And just as the train whistle has a higher pitch when it's coming towards you, there's more energy from the gas coming towards us than going away from us. You see the bottom part brighter because the light is actually being boosted in our direction.
SD : Alors, ce qu'il se passe, c'est que le trou noir tourne. Ainsi, on se retrouve avec du gaz venant vers nous depuis le bas et du gaz qui s'éloigne par le haut. De la même manière que le son du train est plus aigu quand il s'approche de nous, le gaz fournit plus d'énergie lorsqu'il vient vers nous. La partie inférieure est plus claire parce que la lumière est en fait accélérée dans notre direction.
CA: And how physically big is that?
CA : Est-ce grand physiquement ?
SD: Our entire solar system would fit well within that dark region. And if I may, that dark region is the signature of the event horizon. The reason we don't see light from there, is that the light that would come to us from that place was swallowed by the event horizon. So that -- that's it.
SD : Notre système solaire peut s'insérer dans cette région sombre. Si je peux me permettre, cette région sombre est la signature de l'horizon des événements. On ne voit pas la lumière venant de là-bas, car la lumière censée venir de cet endroit a été avalée par l'horizon des événements. Alors c'est... c'est tout.
CA: And so when we think of a black hole, you think of these huge rays jetting out of it, which are pointed directly in our direction. Why don't we see them?
CA : Et en imaginant un trou noir, on voit ces énormes rayons qui en sortent, qui pointent dans notre direction. Pourquoi ne les voit-on pas ?
SD: This is a very powerful black hole. Not by universal standards, it's still powerful, and from the north and south poles of this black hole we think that jets are coming. Now, we're too close to really see all the jet structure, but it's the base of those jets that are illuminating the space-time. And that's what's being bent around the black hole.
SD : C'est un trou noir très puissant. Pas selon les normes universelles, mais il est tout de même puissant et nous pensons que des jets sortent des pôles nord et sud de ce trou noir, Nous sommes trop proches pour vraiment voir la structure du jet mais c'est la base de ces jets qui illuminent l'espace-temps. C'est ce qui est dévié autour du trou noir.
CA: And if you were in a spaceship whirling around that thing somehow, how long would it take to actually go around it?
CA : Et si on tournait autour dans un vaisseau spatial, combien de temps faudrait-il pour faire le tour ?
SD: First, I would give anything to be in that spaceship.
SD : Je donnerais tout pour être dans ce vaisseau.
(Laughter)
(Rires)
Sign me up. There’s something called the -- if I can get wonky for one moment -- the innermost stable circular orbit, that's the innermost orbit at which matter can move around a black hole before it spirals in. And for this black hole, it's going to be between three days and about a month.
Inscrivez-moi. Il y a quelque chose qui s'appelle -- si je peux me permettre -- la dernière orbite circulaire stable. C'est l'orbite la plus profonde où la matière peut se déplacer avant qu'elle ne descende en spirale. Pour ce trou noir, elle dure entre trois jours et environ un mois.
CA: It's so powerful, it's weirdly slow at one level. I mean, you wouldn't even notice falling into that event horizon if you were there.
CA : C'est tellement puissant que c'est étrangement lent. Je veux dire, on ne remarquerait même pas si l'on y était et si l'on tombait dans cet horizon des événements.
SD: So you may have heard of "spaghettification," where you fall into a black hole and the gravitational field on your feet is much stronger than on your head, so you're ripped apart. This black hole is so big that you're not going to become a spaghetti noodle. You're just going to drift right through that event horizon.
SD : Connaissez-vous la « spaghettification » ? En tombant dans un trou noir, le champ gravitationnel à vos pieds est beaucoup plus fort qu'à votre tête, on est donc déchiré. Ce trou noir est tellement grand qu'on ne pourrait pas se transformer en spaghetti. On dériverait uniquement à travers l'horizon des événements.
CA: So, it's like a giant tornado. When Dorothy was whipped by a tornado, she ended up in Oz. Where do you end up if you fall into a black hole?
CA : C'est comme une tornade géante. Quand Dorothy a été aspirée par une tornade, elle a fini à Oz. Où est-ce qu'on finit si l'on tombe dans un trou noir ?
(Laughter)
(Rires)
SD: Vancouver.
SD : Vancouver.
(Laughter)
(Rires)
CA: Oh, my God.
CA : Oh, mon Dieu.
(Applause)
(Applaudissements)
It's the red circle, that's terrifying. No, really.
C'est le cercle rouge, c'est terrifiant. Non, vraiment.
SD: Black holes really are the central mystery of our age, because that's where the quantum world and the gravitational world come together. What's inside is a singularity. And that's where all the forces become unified, because gravity finally is strong enough to compete with all the other forces. But it's hidden from us, the universe has cloaked it in the ultimate invisibility cloak. So we don't know what happens in there.
SD : Les trous noirs sont vraiment le mystère central de notre époque, car c'est là que le monde quantique et le monde gravitationnel se rejoignent. A l'intérieur, il y a une singularité. C'est là où toutes les forces s'unissent, parce que la gravité est enfin assez forte pour rivaliser avec les autres forces. Mais elle nous est cachée, l'univers l'a occultée dans la cape d'invisibilité ultime. On ignore ce qu'il se passe là-dedans.
CA: So there's a smaller one of these in our own galaxy. Can we go back to our own beautiful galaxy? This is the Milky Way, this is home. And somewhere in the middle of that there's another one, which you're trying to find as well.
CA : Il y en a un plus petit dans notre propre galaxie. Pouvons-nous revenir à notre belle galaxie ? C'est la Voie lactée, chez nous. Au milieu de tout ça, il y a un trou noir, que vous essayez de trouver aussi.
SD: We already know it's there, and we've already taken data on it. And we're working on those data right now. So we hope to have something in the near future, I can't say when.
SD : Nous savons déjà qu'il est là et nous avons déjà des données. Nous travaillons sur ces données en ce moment même. Nous espérons bientôt avoir quelque chose, je ne saurais pas dire quand.
CA: It's way closer but also a lot smaller, maybe the similar kind of size to what we saw?
CA : Il est plus proche mais aussi plus petit, peut-être la même taille que celui observé ?
SD: Right. So it turns out that the black hole in M87, that we saw before, is six and a half billion solar masses. But it's so far away that it appears a certain size. The black hole in the center of our galaxy is a thousand times less massive, but also a thousand times closer. So it looks the same angular size on the sky.
SD : C'est vrai, le trou noir de M87, qu'on a vu avant, est de six milliards et demi de masses solaires. Mais il est si loin qu'il apparaît d'une certaine taille. Le trou noir au centre de notre galaxie est mille fois moins massif mais aussi mille fois plus près. Leur taille angulaire dans le ciel est donc similaire.
CA: Finally, I guess, a nod to a remarkable group of people. Who are these guys?
CA : Enfin, je suppose, un clin d'œil à un groupe remarquable. Qui sont ces gens ?
SD: So these are only some of the team. We marveled at the resonance that this image has had. If you told me that it would be above the fold in all of these newspapers, I'm not sure I would have believed you, but it was. Because this is a great mystery, and it's inspiring for us, and I hope it's inspiring to everyone. But the more important thing is that this is just a small number of the team. We're 200 people strong with 60 institutes and 20 countries and regions. If you want to build a global telescope you need a global team. And this technique that we use of linking telescopes around the world kind of effortlessly sidesteps some of the issues that divide us. And as scientists, we naturally come together to do something like this.
SD : Ce ne sont que quelques-uns des membres de l'équipe. Nous sommes émerveillés de l'écho que cette image a engendré. Si vous m'aviez dit que ce serait à la une de tous les journaux, je ne suis pas sûr que j'y aurais cru, mais ça l'était. Parce que c'est un grand mystère qui est inspirant pour nous et j'espère, pour tout le monde. Mais le plus important, c'est que ce n'est qu'un petit nombre de l'équipe. Nous sommes 200 personnes dans 60 instituts et 20 pays et régions. Pour construire un télescope mondial, il faut une équipe mondiale. Cette technique que nous utilisons pour relier des télescopes du monde entier met de côté sans effort les problèmes qui nous divisent. Pour les scientifiques, il est naturel de s'unir pour réaliser cela.
CA: Wow, boy, that's inspiring for our whole team this week. Shep, thank you so much for what you did and for coming here.
CA : Diantre, c'est inspirant pour toute notre équipe cette semaine. Shep, merci beaucoup pour votre travail et votre venue.
SD: Thank you.
SD : Merci.
(Applause)
(Applaudissements)