formation d'un trou noir

[greghor]

Bonjour à tous,

Je dois rédiger un rapport concernant la formation des trous noirs et j'aimerai avoir quelques bonnes références bibiographiques ou je pourrais trouver les équations décrivants le phénomène.
Pouvez vous m'aider svp?

[Coincoin]

Salut,
Quel niveau exactement ? Tu connais la relativité générale ?

[greghor]

je suis actuellement en L3 physique, j'ai abordé la relativité restreinte mais pas encore la relativité générale ( d'un point de vue formel). Mon prof m'a prévenu que j aurai besoin des équations de la RG surtout lors de la phase de modélisation. Je compte donc me former sur le tas, c'est pour cette raison que je cherche des ouvrages assez spécialisé et décrivant l'efondrement des étoiles massives.
Peut-être je devrais commencer par des ouvrages généralistes sur la RG?

[Coincoin]

Ok, très bien. La métrique de Schwarzschild, qui décrit un trou noir, est assez simple à comprendre et est la base de la RG. Par contre, l'aspect formation lui-même risque d'être plus complexe, que ce soit d'un point de vue relativité mais aussi simplement évolution stellaire.
Je n'ai pas de références sous la main, mais je peux te dire que tu trouveras pas mal de choses intéressantes en cherchant du côté de Schwarzschild et de Chandrasekhar.

J'espère que d'autres (j'ai certaines noms en tête ) auront de bonnes références sous la main.

[Calvert]

Salut!

Concernant l'évolution stellaire elle-même (qui te fournira tes conditions initiales, en fait), il faut chercher chez:

Chandrasekhar: Principle of stellar dynamics

Eddington:
The Internal Constitution of Stars

Kippenhahn & Weigert:
Stellar Strucure and Evolution

En attendant un livre qui sortira l'année prochaine et qui sera plus complet (intégrant tous les progrès réalisés ces denières décennies avec la rotation, les ondes internes, le champ magnétique, et surtout plein de détails sur les techniques numériques) écrit par Maeder.

Concernant les objets compacts, la référence que j'ai en tête me semble être une bonne approche pour commencer:

le Shapiro & Teukolski

Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars: The Physics of Compact Objects

[greghor]

Merci pour les refs! je prends bonne note

[xantox]

D'un point de vue statique, le théorème de Buchdahl montre que pour un corps de densité uniforme où GM/c^2R tend vers la limite de 4/9, rien ne peut arrêter l'effondrement en trou noir (pour une introduction, cfr. p.e. le chapitre 10 du cours de RG de Schutz).

Mais l'étude dynamique de l'effondrement est évidemment un problème beaucoup plus complexe. Le point de départ paradigmatique à ce problème est la solution analytique de Oppenheimer-Snyder (1), décrivant l'effondrement gravitationnel d'une sphère homogène de poussière (un cas super-simplifié).

Très peu de solutions analytiques existent au délà de ce cas, et presque aucune pour le cas d'un fluide à pression non nulle. Les détails du processus de formation d'un trou noir astrophysique sont d'une formidable complexité et demeurent presque inconnus. Ils sont principalement étudiés par voie de simulations numériques sophistiquées (ex. méthode Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura).

--
(1) J. R. Oppenheimer, H. Snyder, "On continued gravitational contraction", Phys. Rev. 56, 455–459 (1939).

[nico220188]

Bonjour à tous,

Je dois rédiger un rapport concernant la formation des trous noirs et j'aimerai avoir quelques bonnes références bibiographiques ou je pourrais trouver les équations décrivants le phénomène.
Pouvez vous m'aider svp?

salut si je peut me permettre de repondre a ta question j'etudie a l'observatoire de grenoble ma specialité sont les trou noirs.
Tout d'abord il faut savoir que les trou noirs sont avant tout des phenomenes astronomiques (objets celeste non observer mais deja detecter)
Un trou moir et le stade final de la vie d'une etoile, tout va dependre de sa masse.
Si celle ci depasse la masse critique de notre soleil alors il y aura trou noir ok.
Je c'est pas si tu le c'est mais une etoile vie en brulant de l'hyrogene en helium, arriver a la fin de sa vie elle va subir une inflation importante de ces couches superieure.
Elle aura pri l'apparence d'une etoile geante appeler geantes rouges ou NOVA.
Apres elle explosera expulsant ces couches superieure ( c'est le stade de la supernova).
Au centre il ne restera que qu'un petit morceau d'etoile appeler etoile (naine blanche).
Le processus n'etant toujour pas fini, la force gravitationnelle agissant au centre va toujour continuer.
Arriver a un moment ou il y aura un phenomene d'implosion c'est a dire que l'etoile en elle meme va pas exploser mais s'effondrer sur elle meme creant un puit gravitationnelle tres puissant aspirant toute energie et matiere.
A savoir il existe une zone qui delimite le trou noir c'est la zone de scharswild verifie l'ortographe.
aucun rayonnement ne peut en sortir a part les rayonnements gamma sous tres grosse quantités.
voila jespere que c'est explications simplifies t'aideront dans ton exposer si tu as d'autre question n'esite pas a me les poser.

[Gilgamesh]

j'etudie a l'observatoire de grenoble ma specialité sont les trou noirs.

J'ai comme un doute ou alors

[bashad]

salut!
je n'ajoute rien juste que la RG est ... http://nrumiano.free.fr/Fetoiles/t_noirs.html
http://www.futura-sciences.com/fr/co...f_4/c3/221/p3/
http://www.cnrs.fr/publications/imag...05/10Rouan.pdf

[greghor]

Merci à tous!

[Calvert]

salut si je peut me permettre de repondre a ta question j'etudie a l'observatoire de grenoble ma specialité sont les trou noirs.
Tout d'abord il faut savoir que les trou noirs sont avant tout des phenomenes astronomiques (objets celeste non observer mais deja detecter)
Un trou moir et le stade final de la vie d'une etoile, tout va dependre de sa masse.
Si celle ci depasse la masse critique de notre soleil alors il y aura trou noir ok.
Je c'est pas si tu le c'est mais une etoile vie en brulant de l'hyrogene en helium, arriver a la fin de sa vie elle va subir une inflation importante de ces couches superieure.
Elle aura pri l'apparence d'une etoile geante appeler geantes rouges ou NOVA.
Apres elle explosera expulsant ces couches superieure ( c'est le stade de la supernova).
Au centre il ne restera que qu'un petit morceau d'etoile appeler etoile (naine blanche).
Le processus n'etant toujour pas fini, la force gravitationnelle agissant au centre va toujour continuer.
Arriver a un moment ou il y aura un phenomene d'implosion c'est a dire que l'etoile en elle meme va pas exploser mais s'effondrer sur elle meme creant un puit gravitationnelle tres puissant aspirant toute energie et matiere.
A savoir il existe une zone qui delimite le trou noir c'est la zone de scharswild verifie l'ortographe.
aucun rayonnement ne peut en sortir a part les rayonnements gamma sous tres grosse quantités.
voila jespere que c'est explications simplifies t'aideront dans ton exposer si tu as d'autre question n'esite pas a me les poser.

Un seul conseil à la lecture de ce paragraphe: revois tes cours... J'ai rarement vu un tel mélange d'objets astronomiques différents...

[Gilgamesh]

Pour visualiser la formation d'un trou noir, une petite anim' issue de la simulation, en partant d'une étoile à neutron (évolution de la densité et du champs magnétique). Ca donne une idée de la complexité du phénomène ...

Lien : Formation d'un trou noir en relativité numérique

Je voudrais bien avoir l'avis de Rincevent sur cette simulation d'ailleurs


a+

[Calvert]

Si cela vient de Tokyo, c'est probablement issu du groupe de supernova de Nomoto et compagnie. Ils font à mon avis parmis les meilleurs simulations d'effondrement de coeur (bien que je crois que, comme tout le monde, ils ne fassent "que" de la 2D, et que, bien sûr, l'étoile n'explose pas toute seule; il faut lui injecter de l'énergie de manière ad hoc).
Mais c'est vraisemblablement du travail sérieux.

[Rincevent]

Si cela vient de Tokyo, c'est probablement issu du groupe de supernova de Nomoto et compagnie

là ça commence avec une étoile à neutrons... donc c'est probablement plutôt relié à ce papier [ou un truc proche] et à Shibata.

Je voudrais bien avoir l'avis de Rincevent sur cette simulation d'ailleurs

Shibata est quelqu'un de très compétent et je serais mal placé pour remettre en cause ses capacités [en fait j'ai plusieurs fois parlé de lui sur le forum, sans le nommer, comme exemple du gars qui tout seul, en utilisant son cerveau et des moyens numériques "corrects mais sans plus", a réussi à faire mieux que plusieurs dizaines de types bossant avec les meilleurs ordis de la NASA, mais probablement sans cerveaux... ]

ses travaux font partie sans le moindre doute de ce qui est le plus avancé en relativité numérique [qui plus est il bosse en collaboration avec Shapiro qui est aussi quelqu'un qui utilise un cerveau, et pas mal du tout en plus...]. Reste que tout ce qui concerne ce type de travail pèche encore du point de vue de la physique car même si les équations hydrodynamiques et celles d'Einstein (pour la dynamique de l'espace-temps) sont "correctement traîtées", il reste de nombreuses inconnues et approximations. Par exemple :

- le champ magnétique initial [avant effondrement de l'étoile à neutrons]. Sa configuration dépend très fortement de l'histoire qui précède, laquelle est tout aussi complexe que celle qui suit comme pourra te le confirmer Calvert...

- idem pour le profil de rotation [l'étoile à neutrons n'est pas un objet en rotation rigide, c'est plutôt une boule de fluide en rotation différentielle, mais on ne sait pas très bien avec quel profil car cela aussi dépend de l'histoire passée, du champ magnétique, etc]

- la microphysique est loin d'être réaliste : si tu regardes l'article que je cite, tu verras que les simulations de ce type utilisent la plupart du temps une équation d'état du genre "polytrope" [ou une combinaison de telles équations], où la pression est proportionnelle à une puissance de la densité. C'est une approximation pas trop mauvaise pour décrire une étoile à neutron stationnaire, mais dès que tu entres dans la dynamique ça devient moins crédible [cette approximation suppose par exemple toute la matière à l'équilibre beta, ne prend pas en compte les neutrinos de manière cohérente, néglige une bonne partie de l'influence du champ magnétique sur la matière tout en supposant ce dernier intense, etc...]

Et ce ne sont que les plus gros "problèmes"... en clair, même si c'est déjà un beau travail, que d'immenses progrès ont été faits depuis 20 ans [en grande partie grâce à Shibata], il reste encore beaucoup de travail pour que tout ceci soit "vraiment réaliste"... et l'un des obstacles principaux est la gourmandise numérique de ce genre de simulations [car faudrait pas croire que Shibata et autres ne sont pas conscients des limitations de leurs travaux...]