Ma propre explication d'un trou noir

[Gaétan]

Barf, c'est très confus. Je vois pas bien où tu veux en venir. J'ai un peu de mal.
Ce que je peux dire, c'est qu'il n'y a pas d'hypothèse à faire quant à la sphéricité des trous noirs. Cette hypothèse est déjà faite quand tu résouds l'équation d'Einstein. Les trous noirs sont une solution à symétrie sphérique de cette équation. Il ne faut pas faire l'hypothèse une seconde fois.
Le passage du trou noir au trou blancs, qui n'est toujours que très hypothétique, je vois ça un peu comme une chaussette qu'on retrousse. Mais je ne suis pas sûr que l'image soit parlante.
J'ajouterais que le Big Bang n'est pas un point qui devient une sphère. C'est l'espace entier qui est en expansion, en chaque point.
Mais j'ai pas l'impression de répondre à tes questions avec ces remarques. Désolé...
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[invite57e4f988]

Le coup de la chaussette, c'est exactement ce que je cherchais. Mais pour moi le retour n'est pas dans la même dimension (je sais pas si pour vous c'est pareil).
Pour le monde dans l'enveloppe du trou du trou noir par contre, la chaussette marche pas.

Merci pour le sphérique, ça me paraissait logique mais on représente toujours comme un disque, alors j'ai eu des doutes.

[invite46ba59a6]

Excusez si je m'imisce ainsi dans le débat, je n'ai pas tout lu, mais j'adore tout ce qui touche à l'astrophysique (et les trous noirs donc). Si je dis des conneries sortez le carton jaune

Si je me souviens bien, il y a 2 modèles de trou noir : modèle de Schwartzchild (arf l'allemande ) et le modèle de Kerr.
Dans le premier, le trou noir est statique et sphérique, la singularité est "annulaire" (un anneau quoi). Il n'y a qu'un horizon, si on y rentre c'est fini.
Le modèle de Kerr me parait deja plus complet. Le trou noir n'est plus sphérique et il est en rotation ! Cette rotation rapide "aplatit" les "pôles" (pas facile toute cette imagerie). Il y a un horizon externe et interne. On peut s'extirper de l'horizon externe (encore que ce ne soit pas à notre portée ). Par contre la singularité est un point. Ce n'est pas facile de s'imaginer la bête noire, car c'est une masse gigantesque, dans un très petit volume. La singularité n'obéit à aucune loi de notre physique.

L'idée principale, d'expliquer qu'un trou noir serait un en fait un lien entre un monde dense et l'autre moins dense, me parait farfelue. Tout d'abord, il faudrait une "ouverture". Alors que la singularité, on se la symbolise par un point. L'autre objection, c'est que la lumière ne serait pas aspiré faites le test, la lumière ne disparait pas pendant un échange de pression ! Il n'y a que la gravité pour "attirer" ainsi la lumière et la "piéger" !

[invite44d5ec30]

que pensez vous des mini trou noir ? le calcul montre je crois qu'ils existent dans n'importe quelle particule de matière mais avec un rayon tres petit.

[invite57e4f988]

Ca paraît bizarre à première vue : l'atome se déintégrerait, les e-, les protons aussi...

[Gaétan]

Le coup de la chaussette, c'est exactement ce que je cherchais.

Ouais, mais je suis pas du tout sûr que l'analogie ressemble à quelque chose. J'ai du mal à visualiser ce truc en 4D. C'était plus un aveu d'ignorance qu'autre chose.

[invite57e4f988]

Mais la 4D, c'est de la 3D avec Un temps de défilement plus ou moins long.

[Rincevent]

Si je me souviens bien, il y a 2 modèles de trou noir : modèle de Schwartzchild (arf l'allemande ) et le modèle de Kerr.

tu en oublies...

en fait un trou noir peut avoir:
- une masse M (il en aura toujours une)
- un moment cinétique J
- une charge électrique Q

et rien d'autre.

M -> Sch.
M,J -> Kerr

mais il reste aussi (M,Q) et (M,J,Q)...

Dans le premier, le trou noir est statique et sphérique, la singularité est "annulaire" (un anneau quoi). Il n'y a qu'un horizon, si on y rentre c'est fini. Le modèle de Kerr me parait deja plus complet. Le trou noir n'est plus sphérique et il est en rotation ! Cette rotation rapide "aplatit" les "pôles" (pas facile toute cette imagerie). Il y a un horizon externe et interne. On peut s'extirper de l'horizon externe (encore que ce ne soit pas à notre portée ). Par contre la singularité est un point.

c'est l'inverse: la singularité est un point pour S et un anneau pour K (symétrie sphérique dans le premier cas, axiale dans le second).

[inviteddb49552]

C'est vrai que ton explication des trous noirs est très intelligente mais elle ne peut toujours être que comme une illustration où un schéma.
Je n'ai rien contre ton explication.

[inviteddb49552]

Un trou noir était jadis une étoile. Donc c'était un réservoir d'énergie. Mais une fois cet astre a été compromis à une révolution (ou dégagement d'énergie exprimé en GeV) cette énergie a de nouveau courbé l'espace temps. Donc l'effet d'attraction est opérationnel à n'importe quel approche d'énergie inférieure à cette dernière.

Mehdi

[deep_turtle]

Désolé Mehdi, je ne comrpends pas ce que tu veux dire. Il n'y a pas plus d'énergie dans le trou noir que ce qu'il y avait dans l'étoile, il y en a même moins. Par contre elle est plus concentrée, c'est peut-être ça que tu voulais dire ?

[Fildomen]

ouais, je suis totalement d'accord avec deep_turtle, peut-être que tu n'as pas pu t'exprimer m.mehdi

[Fildomen]

Excusez-moi pour avoir remonter le sujet, mais je veux savoir une chose, peut-on dire que la matière noire a une masse négative???

[deep_turtle]

peut-on dire que la matière noire a une masse négative???

Pourquoi voudrais-tu dire une chose pareille ? La matière noire c'est le nom qu'on donne à un quelque chose qu'on pense être là parce que ça attire la matière qui l'entoure et donc sa masse serait bien positive. Pourquoi tu la verrais négative ?

[Gaétan]

Je pense qu'il y a pas mal de monde qui se demande comment l'Univers est en expansion accélérée (dont moi ). Et certains interprètent ça par une masse négative de la matière noir qui engendrerait une force gravitationnelle répulsive.
J'y connais rien en termes de matière noir, donc je sais pas trop comme interprèter ça. Mais des masses négative, c'est très bof. Il doit bien il y avoir d'autres astuces. Non ?

[HS]C'est sympa le code en TeX{}
L'équation d'Einstein :

C'est la classe. [/HS]

[deep_turtle]

Ah je comprends, c'est pour expliquer l'accélération de l'expansion... A partir de l'équation d'Einstein que tu rappelles, Gaétan, avec une constante cosmologique

on peut déduire l'évolution du facteur d'échelle, qui dépend de la pression et la densité d'énergie de ce que contient l'Univers. En gros la densité décélère l'Univers et la pression l'accélère ou le décélère selon son signe. Pour de la matière et du rayonnement la pression est positive (et même en imaginant une masse négative, je ne voit pas trop ce que ça veut dire mais bon, il est encore plus difficile d'imaginer une densité d'énergie négative !). Par contre, on peut imaginer une composante nouvelle qui ne serait pas de la matière et qui aurait une pression négative (on rencontre ça parfois en physique de tous les jours). Si c'est le cas ça peut conduire à une expansion accélérée. C'est le cas notamment d'une constante cosmologique ou de certains champs scalaires (il faut alors remplacer par quelque chose de plus compliqué).

En résumé, la matière noire décélère l'Univers et la constante cosmologique (ou les champs scalaires nouveaux) l'accélèrent. Il y a compétition et il semble que ce soit la composante accélératrice qui gagne. Ceci dit on ne connait pas la nature de cette composante !

Dis si tu veux plus de détails...

[invite363ce3cd]

Deep_turtle, l'acceletation de l'expansion signifie que c'est une fonction du temps ou bien d'un autre parametre ?

quand tu dis:
En résumé, la matière noire décélère l'Univers et la constante cosmologique (ou les champs scalaires nouveaux) l'accélèrent. Il y a compétition et il semble que ce soit la composante accélératrice qui gagne. Ceci dit on ne connait pas la nature de cette composante !

Sur la nature de la composante qui gagne, tu veux dire qu'on se sait pas si l'acceleration est lineaire, polynomiale, exponentielle, c'est ca ? (Je suppose que non, si ca l'etait on pourrai determine l'acceleration future de l'expansion mais bon...)

[Gaétan]

Oops, j'ai fait une p'tite faute dans mon équation.

Ce qui m'échappais, c'était justement la nature de la constante cosmologique. Et j'ai un peu de mal à voir le lien entre pression négative et accélération. J'aurais intuitivement dit le contraire (pression positive implique accélération de l'expansion).
Mais j'ai peu être compris en écrivant ces lignes. Une pression positive diminue avec l'expansion, et donc, tend à "pousser" de moins en moins l'expansion. Pour une pression négative, elle augmente avec l'expansion, et donc diminue en valeur absolue. Ainsi, elle "retient" de moins en moins l'expansion. Par conséquent, l'expansion accélère. C'est ça l'idée ?

[deep_turtle]

Deep_turtle, l'acceletation de l'expansion signifie que c'est une fonction du temps ou bien d'un autre parametre ?

oui, en fonction du temps.

Sur la nature de la composante qui gagne, tu veux dire qu'on se sait pas si l'acceleration est lineaire, polynomiale, exponentielle, c'est ca ? (Je suppose que non, si ca l'etait on pourrai determine l'acceleration future de l'expansion ma

Non non, je veux dire qu'on ne connait pas la nature de ce truc, ce que c'est réellement, un champ nouveau ? une constante fondamentale qui nou a échappé pour le moment ?

Ce qui m'échappais, c'était justement la nature de la constante cosmologique. Et j'ai un peu de mal à voir le lien entre pression négative et accélération. J'aurais intuitivement dit le contraire (pression positive implique accélération de l'expansion).

En effet, il y a là un point assez subtil (et intéressant !). On "intuite" la pression comme quelque chose qui pousse, parce qu'on imagine quelque chose qui pousse contre une paroi et exerce une force. Or :

1/ Dans l'Univers il n'y a pas de paroi sur laquelle pousser et
2/ Ce sont les différences de pression qui exercent des forces et un terme de pression constant dans tout l'Univers n'en donne pas...

Une autre façon de comprendre la pression, c'est de se rappeler ce que nous dit la théorie cinétique des gaz par exemple : ça représente en fait un transfert de quantité de mouvement, ça veut dire qu'il y là quelque chose en train de se déplacer, quelque chose qui a de l'énergie cinétique. D'ailleurs, une pression a la dimension d'une densité volumique d'énergie... La pression, du point de vue relativiste, a donc aussi une influence sur l'espace-temps, et intervient au même titre que la densité.

Pour entrer un peu dans les détails, les équations de Friedmann-Lemaître indiquent comment évolue le facteur d'échelle R sous l'action de la gravité, pour un Univers plat (pour simplifier) rempli d'un fluide de pression p et de densité :





(ici les points sur les lettres désignent des dérivées par rapport au temps)

Dans la première équation, la quantité est en fait la "constante" de Hubble et la seconde équation donne son évolution au cours du temps. Tu vois que si est suffisamment grand, ça décélère (). Tu vois que contribue à l'accélération, de même que la pression si elle est négative.

[invite363ce3cd]

Merci pour ton explication qui est tres clair.

Dans un fil que tu avais fait sur l'expansion de l'univers tu le decrits comme une diminusion de la metrique.

La metrique diminuant, que ce passerait-il si celle-ci atteingnait l'echelle de plank ? D'ailleurs 10^-43s, 10^-33m, c'est absolu ou juste dans un referentiel particulier?


De meme, est-ce que la diminution de la metrique entrainerait une diminusion de la densite , ainsi que de la pression dans l'equation que tu presentes?

(je pense oui mais j'ai un doute)
Dans ce cas, l'acceleration serait elle meme acceleree (derivee au troiseme degre) jusqu'a une valeur limite donnee par le terme Lambda?

(je suppute que Pression et densite sont positives pour ecrire ca et pour eviter d'y passer la nuit, il est quand meme 02h15. ).

De toute facon, la c'est l'heure d'aller refroidir le pot de yaourt que j'ai entre les oreilles....

Bonne nuit a tous !

[Gaétan]

Ha ouais, c'est plus clair comme ça.
J'étais un peu à côté quand même avec mes explications.

[invitee9ed9cad]

je me permet d'intervenir (tardivement) dans ce post pour donner mon opinion au sujet des trous blancs :

On a réussi, malgrès la difficulté que cela représente, a determiner l'emplacement de quelques trous noirs au centre de galaxie (dont la notre) par leur seule influence gravitationnelle.

Comment un trou blanc, s'il existe, pourrait-il alors echapper a notre observation, alors que lui est censé produire un feu d'artifice sacrément copieux ?

En gros on serait capable de mettre en évidence la présence d'un objet invisible grace a sa masse, mais on serait incapable de voir un phare cosmique comme doit être un trou blanc ?

je suis plus que sceptique, véritablement extrêmement dubitatif sur l'existence de ces trous blancs, nonobstant de plus la violation de la 2nd loi de la thermo (a laquelle je crois moi môôsieur )

[Gaétan]

Je pense que ça a été dit plusieurs fois. Les trous blancs ne sont très probablement pas des solutions physiques. Mathématiquement, ils sont une extension des trous noirs, mais physiquement, rien ne dit qu'ils existent, notament pour la raison que tu sites. Ils semblent violer le second principe, mais aussi, on voit pas trop quel type d'objets pourraient donner un trou blanc.

[invite980a875f]

Bonjour,
je viens de lire tout le topic, ça met du temps mais j'en ai appris des choses!
J'ai quelques questions sur les trous noirs:
Un trou noir est issu d'une étoile, donc, logiquement, il est moins lourd que l'étoile dont il est issu, car la majeure partie de la matière de l'étoile a été expulsée lors de l'explosion. Donc, logiquement, sa force d'attraction devrait être moindre que celle de l'étoile. Or elle est infiniment plus grande. Je me demande pourquoi. J'ai une réponse, mais je voudrais une confirmation: d'après ce que j'ai pu lire, c'est la densité plus que la masse qui déforme l'espace temps, et donc le trou noir étant infiniment plus dense que l'étoile de départ, il attire plus la matière.
Par ailleurs, je me demande s'il y a des hypothèses expliquant le devenir de la matière entrant dans le TN, dans le cas où il n'y a pas de trou blanc. Est-elle utilisée pour accroître encore la densité du TN?
Merci d'avance!

[deep_turtle]

Un trou noir est issu d'une étoile, donc, logiquement, il est moins lourd que l'étoile dont il est issu, car la majeure partie de la matière de l'étoile a été expulsée lors de l'explosion. Donc, logiquement, sa force d'attraction devrait être moindre que celle de l'étoile. Or elle est infiniment plus grande. Je me demande pourquoi.

La force d'attraction est lié certes à la masse de l'objet, mais aussi à la distance à laquelle on s'en trouve. Par exemple la Terre est plus légère que l'étoile alpha du centaure mais c'est la première qui exerce une force plus importante sur nous... La force d'attraction peut être supérieure pour un trou noir car la masse est concentrée dans un plus petit volume, si bien qu'on peut s'en approcher plus près.

[invitebb921944]

Un trou noir est issu d'une étoile, donc, logiquement, il est moins lourd que l'étoile dont il est issu, car la majeure partie de la matière de l'étoile a été expulsée lors de l'explosion

Je n'en suis pas certain mais je ne crois pas qu'une étoile explose avant de devenir un trou noir !

[deep_turtle]

La physique stellaire dit qu'une étoile assez massive peut effectivement terminer sa vie d'étoile en explosant et en laissant derrière elle un trou noir.

[Gaétan]

Pour répondre à Sharp,
la matière tombant dans un trou noir contribue effectivement à augmenter sa masse. Il faut cependant noter que le passage à l'intérieur du trou noir, en franchissant l'horizon des énénements, n'a pas d'incidence sur l'état de la matière. C'est quand la densité de celle-ci augmentent, à l'approche du centre du trou noir, qu'il est nécessaire de décrire la matière avec des théories compliquées de gravitation quantique.
J'ajouterai finalement que la mort des étoiles massives n'est pas le seul scénario aboutissant aux trous noirs. Il existerait d'hypothétiques trous noirs supermassifs au centre des galaxies. De tels trous noirs ont des densité beaucoup plus faibles que les cadavres d'étoiles, et les effets de marée à leur horizon sont d'autant plus faibles.

[invite980a875f]

Salut,
merci pour vos réponses!

Il existerait d'hypothétiques trous noirs supermassifs au centre des galaxies. De tels trous noirs ont des densité beaucoup plus faibles que les cadavres d'étoiles, et les effets de marée à leur horizon sont d'autant plus faibles.

Alors là tu m'étonnes vraiment: je pensais que c'était le contraire! Ca me semble bizarre que les effets de marée d'un TN supermassif se trouvant au centre de la galaxie soient faibles...

[deep_turtle]

Non non c'est juste. Plus le trou noir est gros (massif), plus le rayon de Schwartzchild (le point de non-retour) est éloigné du centre et plus le champ gravitationnel varie lentement en ce rayon (plus les forces de marée sont faibles).