Trou noir + matière noire = ???

[invité6543212033]

Salut à tous !

Voilà, je me demandais si un trou noir pouvait absorber de la matière noire et si ce serait visible étant donné que la matière noire n'interagit pas avec le rayonnement EM ???

Aussi, dans le cas d'une absorption de matière noire par un trou noir quelle signature particulière trouverait-on si elle existe ? des ondes gravitationnelles et c'est tout ... ?

Voilà,

Cordialement !

[Coincoin]

Salut,

Si tu jettes de la matière noire dans un trou noir, il la mangera sans rien de particulier (sauf éventuellement de faibles ondes gravitationnelles).
Mais en pratique ce n'est pas si facile. Pour tomber dans un trou noir, la matière doit d'abord perdre de l'énergie. Sinon elle tourne autour, comme la Terre orbite autour du Soleil. Pour la matière baryonique, ça donne des nuages d'accrétion plein de gaz extrêmement chaud, perdant son énergie sous forme de rayons X et de jets. Pour la matière noire, il n'y a pas moyen de perdre l'énergie. La matière noire forme donc des structures à plus grande échelle, et seules quelques particules malchanceuses tomberont dans le trou noir.

[Gilgamesh]

-

En résumé : il la gobe en passant, mais il ne peut pas s'en faire des pleines ventrées comme avec le gaz baryonique dans les quasars .

a+

[invité6543212033]

Salut Coincoin et Gilgamesh !

Et si un trou noir absorbe de l'antimatière, on aura une bouffée de rayon gamma tout comme si le trou noir avait absorbé de la matière, non ?

Donc si un trou noir absorbe de la matière noire, on aura (même si faible et difficilement détectable !) de faibles ondes gravitationnelles tout comme si le trou noir avait absorbé de la matière baryonique les rayonnements X et gamma en moins, non ?

Donc n'y a-t-il pas une sorte de symétrie profonde entre ces différents types de matière (noire, anti, baryonique) et les différents types d'absorptions par un trou noir ?

Je me dis qu'on va me sortir la SUSY mais tant que le LHC ne l'a pas démontré la cosmologie reste le meilleur des observatoires, non ?

Cordialement !

[Gilgamesh]

Salut Coincoin et Gilgamesh !

Et si un trou noir absorbe de l'antimatière, on aura une bouffée de rayon gamma tout comme si le trou noir avait absorbé de la matière, non ?

Oui pareille un trou noir avalant de l'anti matière serait indiscernable d'un trou noir absorbant de la matière.

Donc si un trou noir absorbe de la matière noire, on aura (même si faible et difficilement détectable !) de faibles ondes gravitationnelles tout comme si le trou noir avait absorbé de la matière baryonique les rayonnements X et gamma en moins, non ?

Les ondes gravitationnelle engendrée par l'absorption d'une à dix masses solaires/an (dans le cas des gros quasars, les plus gros disques d'accrétion que l'on connaissent) ça doit pas peser lourd.
Pour avoir des ondes gravitationnelles suffisemment musclées pour être détectée (avant longtemps), il faut avoir des objets très dense (genre étoile à neutron) qui se condensent sur des temps très bref ou qui subissent des accélération très élevées.

Alors si c'est de la matière noire très diluée (par rapport à la matière du disque d'accrétion déjà relativement peu dense) c'est encore des ordres de magnitude en dessous.

Donc n'y a-t-il pas une sorte de symétrie profonde entre ces différents types de matière (noire, anti, baryonique) et les différents types d'absorptions par un trou noir ?

Je me dis qu'on va me sortir la SUSY mais tant que le LHC ne l'a pas démontré la cosmologie reste le meilleur des observatoires, non ?

Cordialement !

C'est rien de le dire qu'il y a des symétries profondes entre matière, antimatière et matière noire ; anti matière et SUSY, si on parvient à mettre cette dernière enfin en évidence, auront été prédites par justement leur propriétés de symétrie avant d'avoir été détectée par l'observation.

a+

[invité6543212033]

Merci de vos réponses !

Néanmoins il y a quelque chose qui me chagrine : si je prend une grosse pincée de matière noire et que je la saupoudre sur un trou noir, j'obtiens un disque d'accrétion qui ne pouvant perdre de l'énergie EM, continuera de tourner autour du trou noir "indéfiniment", non ?

Je viens donc de créer un mouvement perpétuel à l'échelle (spatiale et temporelle) de l'univers observable !

N'y a-t-il pas là contradiction ?

Cordialement !

[Coincoin]

Dans le même genre d'idées, la Terre tourne autour du Soleil...

Tu auras toujours des pertes d'énergie (ondes gravitationelles, friction dynamique, ...). Simplement, pour la matière noire tu n'as pas la plus efficace d'entre toutes : le rayonnement. Du coup, ta matière noire tombera dans le trou noir sur des échelles de temps des ordres de grandeur plus grand que pour du gaz.

[invité6543212033]

Merci, çà confirme ce que je pensais !

@ +

PS : et sait-on quel ordre de grandeur sur l'échelle du temps cosmologique ?

[law113]

Pour tomber dans un trou noir, la matière doit d'abord perdre de l'énergie. Sinon elle tourne autour, comme la Terre orbite autour du Soleil. Pour la matière baryonique, ça donne des nuages d'accrétion plein de gaz extrêmement chaud, perdant son énergie sous forme de rayons X et de jets. Pour la matière noire, il n'y a pas moyen de perdre l'énergie. La matière noire forme donc des structures à plus grande échelle, et seules quelques particules malchanceuses tomberont dans le trou noir.

bonjour tout le monde et bonjour coincoin.

cela fait plusieurs fois que tu précises ce point et je crois l'avoir compris..
cependant cela entraine une conséquence curieuse : comme si de la matière qui ne peut perdre du rayonnement ne pouvait subir la gravité.
elle serait "exemptée" d'une certaine façon.
or la gravité peut être perçûe comme une déformation de l'espace temps. Dans ce cas, comment expliquer ce fait?
la matière noire ne suit donc pas les déformations de l'espace temps?
troublant, non?

[Gilgamesh]

bonjour tout le monde et bonjour coincoin.

cela fait plusieurs fois que tu précises ce point et je crois l'avoir compris..
cependant cela entraine une conséquence curieuse : comme si de la matière qui ne peut perdre du rayonnement ne pouvait subir la gravité.
elle serait "exemptée" d'une certaine façon.
or la gravité peut être perçûe comme une déformation de l'espace temps. Dans ce cas, comment expliquer ce fait?
la matière noire ne suit donc pas les déformations de l'espace temps?
troublant, non?

Elle le suit exactement pareil mais imagine les molécule d'air (N2, O2...) dans l'atmosphère de la Terre. Elles rebondissent parfois très haut (jusqu'à près de 100 km de hauteur pour la plupart) dans le puits de potentiel, du fait de leur énergie cinétique. Si on les refroidissait, le gaz se liquifierait et les atomes formerait un liquide voir un solide au sol. La leur énergie cinétique leur est donné par le rayonnement solaire, mais le résultat serait le même pour un gaz qui ne rayonne pas, c'est à dire qui n'évacue pas son énergie sous forme de rayonnement. C'est le cas pour une particule insensible à la la force électromagnétique. L'interaction faible est très... faible et les interaction très rare de sorte que l'énergie est extrait de la matière noire de façon beaucoup plus inefficace que dans un gaz moléculaire.

a+

[law113]

cool, merci.
hard, mais en le relisant trois fois, j'ai crois avoir compris.

dans l'analogie que tu donnes il semble y avoir un lien entre l'énergie cinétique et la possibilité de rayonner.. cependant...
le liquide au sol (équivalent à "pas de rayonnement") peut moins s'évader du puit de gravité, comme si il le subissait plus (le liquide va faire une couche au sol, et ne montera pas à 100 km)
dans ce cas la matière noire ("pas de rayonnement) devrait plus subir la gravité..
or c'est l'inverse..

donc en fait j'ai pas compris !

[Gilgamesh]

cool, merci.
hard, mais en le relisant trois fois, j'ai crois avoir compris.

dans l'analogie que tu donnes il semble y avoir un lien entre l'énergie cinétique et la possibilité de rayonner.. cependant...
le liquide au sol (équivalent à "pas de rayonnement") peut moins s'évader du puit de gravité, comme si il le subissait plus (le liquide va faire une couche au sol, et ne montera pas à 100 km)
dans ce cas la matière noire ("pas de rayonnement) devrait plus subir la gravité..
or c'est l'inverse..

donc en fait j'ai pas compris !

Laissons de coté le changement d'état (qui n'intervient pas dans la question) et envisageons simplement un gaz de plus en plus froid.

Tu as d'une part l'énergie gravitationnelle et d'autre part l'énergie thermique. Les molécules sont en orbite autours du centre de gravité de la masse. Dans le cas de l'atmosphère les molécule sont extremement dense mais tu peut toujours faire comme si la hauteur de l'atmosphère était du au fait que les molécule rebondissent librement sur le sol autour du centre de la Terre, ce qui les envoie en altitude avant de retomber. La hauteur à laquelle elles peuvent rebondir est leur énergie gravitationnelle.

Mais comme l'atmosphère est dense, les molécule ont souvent des choc inélastiques entre elles. Dans un choc inélastique, la molécule émet un photon et perd en énergie cinétique l'énergie correspondante au photon émis.

La somme de toute les collisions inélastique évacue l'énergie du gaz : il rayonne, donc refroidit. Comme la vitesse des molécule est désormais moins élevée, elles peuvent sauter moins haut et se rapprochent donc du centre de gravité du nuage.

L'importance des chocs inélastique est donné par la densité et le couplage EM entre les molécule.

Dans un gaz très raréfié, tels que les gaz de l'univers, les chocs sont beaucoup plus rare, par unité de temps car les molécules sont bien plus éloignées les unes des autres. L'évacuation de l'énergie du nuage sous forme de rayonnement diminue, et le nuage refroidie moins efficacement. Toutefois, c'est suffisant pour provoquer progressivement la formation de condensation de plus en plus dense que sont les galaxie et au seins de ces galaxie, les étoiles.

Ensuite, un choc à une vitesse donnée à une certaine probabilité (qqchose de fondamentalement quantique) pour être inélastique, et cette proba est directement liée à l'intensité de la constante de couplage qui caractérise la force électromagnétique. Plus une force agit fort et loin, plus le choc sera fréquemment inélastique avec émission de la particule vectrice de force correspondante, ici un photon (quantum de la force électromagnétique).

Dans la matière noire, la seule interaction agissante est l'interaction faible. Les particules de matière noires ont donc peu l'occasion de faire des chocs inélastiques et perdent donc peu leur énergie gravitationnelle et peuvent donc orbiter plus loin, ce qui donne un nuage de MN plus diffus, très imparfaitement condensé (mais quand même plus dense au centre, comme la matière).

Ccl : La dynamique de la MN est donc fondamentalement la même que celle de la matière atomique, mais le processus de refroidissement et d'effondrement résultant se fait à un rythme beaucoup plus paresseux et prend beaucoup plus de temps.




a+

[law113]

merci, gilgamesh!
je comprend mieux..