En me documentant sur les trous noirs, je viens de m'apercevoir que selon la science actuelle, les trous noirs auraient en leur centre, un point matématique de densité infinie.
Comment est-ce possible puisque la quantité de matière en leur sein est finie à tout instant ? (Même si elle augmente)
Cela ne semble pas avoir de sens.
D'autre part, l'Univers n'est pas continu : cela a été vérifié par la les expériences des quantas, et aussi par les expériences de photons tombant dans une ouverture microscopique selon une courbe non continue.
Quelqu'un pourrait-il m'expliquer cette histoire de densité infinie ?
Merci !
BlueMan.
PS : si vous ne "maîtrisez" pas le sujet, merci d'avoir la gentilesse de ne pas répondre.
En me documentant sur les trous noirs, je viens de m'apercevoir que selon la science actuelle, les trous noirs auraient en leur centre, un point matématique de densité infinie.
L'infini vient de la relativité générale qui décrit la gravitation.
Envoyé par bluemanca
D'autre part, l'Univers n'est pas continu : cela a été vérifié par la les expériences des quantas, et aussi par les expériences de photons tombant dans une ouverture microscopique selon une courbe non continue.
La lumière et la structure microscopique de la matière est quantifiée mais pour l'espace on n'en sait encore rien, aucune expérience n'a mis çà en évidence!! La mécanique quantique décrit bien cette quantification!!
Or dans les connaissances actuelles, on n'arrive pas à mélanger les deux théories (gravitation et quantique), et pourtant elle est nécessaire pour bien décrire l'intérieur d'un trou noir...
Tant qu'on aura pas de théorie de gravitation quantique, on ne peut pas vraiment savoir ce qui pourrait se passer dans un trou noir. On peut en parler avec juste la relativité générale mais on dépasse les limites de la théorie!! Parler d'infini: oui et non en fait!!
Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...
07/01/2010 - 18h43
hlbnet
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Re : Trous noirs : la densité infinie
A propos de la densité infinie.
Si j'ai bien compris, il y a un débat qui oppose certains spécialistes pour savoir si une singularité (ce point très étrange de densité infinie au centre des trous noirs) pourrait être observée "nue" dans la nature. Autrement dit, les spécialistes n'arrivent pas à s'accorder pour savoir s'il est physiquement possible d'avoir une singularité sans "trou noir" autour.
Si la singularité est "cachée derrière l'horizon d'un trou noir", elle ne pose plus de problème conceptuel : de toute façon, l'horizon du trou noir est une frontière de notre univers. Donc, la singularité serait hors de notre univers, donc on s'en fiche, elle n'existe pas, c'est un artifice de calcul.
Si, au contraire, la singularité peut exister "nue", alors là, je crois que ça fait bouillir les neurones de pas mal de physiciens pour savoir quelles sont ses propriétés.
J'ajoute que certains pensent tout simplement que l'existence mathématique de cette singularité est une preuve que nos lois (la Relativité Générale donc) sont fausses. Sauf, que à ma connaissance, on n'a pas mieux pour décrire l'univers, donc on fait avec.
En tout cas, moi, tout ce la me dépasse largement. Je ne fait que répéter bêtement ce que je crois avoir lu.
Dernière modification par hlbnet ; 07/01/2010 à 18h48.
07/01/2010 - 18h49
bb98
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Bonjour
Une bonne bible à ce sujet reste :
"Le destin de l'univers" de JP Luminet chez Fayard
On peut aussi dire à notre ami que peu de monde "maitrise" ce sujet
sauf peut être Luminet..
S'il fréquente ce forum............
bonnes lectures
07/01/2010 - 18h51
hlbnet
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Oups, bluemanca, désolé, j'avais pas lu le PS. T'aurais du le mettre en gros au début.
La lumière et la structure microscopique de la matière est quantifiée mais pour l'espace on n'en sait encore rien, aucune expérience n'a mis çà en évidence!!
Si : j'ai eu connaissance d'une expérience qui montre la nature quantique, ou plus exactement discontinue, de la gravité : des photons qui étaient envoyés horizontalement dans un insterstice contitué de 2 places superposées ne se touchant pas, mais très très proches l'une de l'autre, a montré que chaque photon rebondissait sur la plaque inférieure et décrivait une courbe discontinue, ne prenant que des psoitions successives discontinues, comme celles des intersections d'un maillage, faisant ainsi de petits "sauts" d'une position à l'autre, et décrivant, à notre échelle une courbe qui nous apparaît continue.
Je vous remercie tous pour vos explications, mais je ne comprend toujours pas pourquoi le centre du trou noir devrait avoir une densité infinie.
07/01/2010 - 20h21
Carcharodon
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Salut,
Envoyé par hlbnet
J'ajoute que certains pensent tout simplement que l'existence mathématique de cette singularité est une preuve que nos lois (la Relativité Générale donc) sont fausses.
Non, pas fausses.
Incomplètes, c'est très différent.
je te signale que la justesse de la RG ne PEUT PAS être remise en cause, grâce aux très nombreuses et systématiques vérifications par les observations ou les experiences.
Ceux qui osent declarer (je ne parle pas de toi) que la RG est fausse sont toujours, systématiquement, des ignorants de ce qu'elle décrit.
Aucun scientifique n'oserait remettre en cause la RG.
ce qui ne signifie pas que celle ci soit suffisante pour décrire l'univers.
Le problème de la RG c'est qu'elle est totalement inutile pour décrire l'infiniment petit, royaume de la mécanique quantique.
Mais pour le macroscopique, c'est une théorie indiscutablement valable a tout points de vue, sauf pour décrire les singularités.
Comment est-ce possible puisque la quantité de matière en leur sein est finie à tout instant ? (Même si elle augmente)
Cela ne semble pas avoir de sens.
Et effectivement, ça n'en a pas.
Les singularités comme la singularité initiale (ce qui s'est passé avant le temps de Planck) ou les trous noirs ne peuvent pas être décrites de manière satisfaisante par le modèle standard de la cosmologie (dont la RG fait partie).
Le problème vient plus de la taille (infiniment petite) que de la densité, car cette dernière est la conséquence de la taille.
Si la taille était finie, alors il n'y aurait plus de densité infinie.
La RG ne sait pas décrire ce qui se passe au niveau de la singularité en ce qui concerne les trous noirs.
Aucune théorie ne permet de décrire correctement cette chose.
On arrive de mieux en mieux a décrire ce qui se passe autour, a proximité immédiate, mais la singularité elle même reste inaccessible au point de vue mathématique et théorique.
Et le restera tant qu'on aura pas une théorie plus complète que la RG (plus complète ne veut pas dire plus juste) pour décrire ces phénomènes.
Que le grand cric me croque !
07/01/2010 - 22h06
SERJIO
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Bonsoir,
Cette théorie qui expliquerait ceci : c'est ce que les chercheurs appellent la " théorie du tout " ?
Merci
07/01/2010 - 22h43
bb98
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Re : Trous noirs : la densité infinie
bonjour
quand l'astrophysicien théorique tombe sur un infini dans ses équations, il a une alternative :
"ah , tiens, flute, bon, je fais avec"
"ah, tiens, flute, je renormalise"
Aucune de ses 2 positions ne permettent de s'affranchir de : nos modèles sont imparfaits, ils ne sont pas LA réalité, mais UNE représentation, mathématique, de la réalité.
En épistémologie,on dit que "la réalité transcende les modèles".
Cerains pensent qu'il n'y AUCUN infini dans l'univers car, tout dans l'univers est physique et se réduit à une mesure ( nombre de m², nombre watt, nombre de...) et aucune mesure ne peut être infinie...
08/01/2010 - 00h09
Gloubiscrapule
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Envoyé par bluemanca
Gloubiscrapule a dit :
Si : j'ai eu connaissance d'une expérience qui montre la nature quantique, ou plus exactement discontinue, de la gravité : des photons qui étaient envoyés horizontalement dans un insterstice constitué de 2 places superposées ne se touchant pas, mais très très proches l'une de l'autre, a montré que chaque photon rebondissait sur la plaque inférieure et décrivait une courbe discontinue, ne prenant que des positions successives discontinues, comme celles des intersections d'un maillage, faisant ainsi de petits "sauts" d'une position à l'autre, et décrivant, à notre échelle une courbe qui nous apparaît continue.
J'aimerais bien avoir des sources de ce que tu avances... Si on découvre que l'espace est discontinu ça ferait beaucoup de bruit, et j'ai rien entendu!!
Envoyé par SERJIO
Cette théorie qui expliquerait ceci : c'est ce que les chercheurs appellent la " théorie du tout " ?
Les chercheurs l'appellent gravité quantique. C'est plutôt les vulgarisateurs qui l'appellent théorie du tout, parce que ça fait grandiose!!
Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...
08/01/2010 - 01h00
audrasjb
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Envoyé par Gloubiscrapule
Les chercheurs l'appellent gravité quantique. C'est plutôt les vulgarisateurs qui l'appellent théorie du tout, parce que ça fait grandiose!!
Bonsoir,
Surtout que le terme "théorie du tout" est tout de même lourd de sens (un vrai boulet d'or, oui ). Il conviendrait tout de même de se rendre compte de la portée épistémologique d'un tel terme ! Cette "théorie du tout" serait-elle capable d'expliquer les mécanisme de l'apparition de la vie sur une planète aussi bien que les diverses singularités astrophysiques dont la singularité "primordiale" ? serait-elle donc capable de proposer des modèles prédictifs sociologiques ? Non. Alors il ne s'agit pas de "théorie du tout", il ne peut pas y avoir de "thèorie du tout", c'est... tout.
Quand à avoir un modèle unifiant la RG et la MQ, pourquoi pas, peut-être. Doit-on pour autant la qualifier de "théorie du tout" ?
C'est comme si en tant que doctorant en SHS je proposait de nommer la future théorie méga révolutionnaire que je compte proposer dans ma thèse (hum : ) "théorie du tout"... cela aurait-il une quelconque incidence sur les modèles de physique débattus aujourd'hui entre physiciens autant que sur ce fil... ? Non. Et pour cause, le terme de "théorie du tout" ne renvoie à rien, sauf à se baser sur des croyances religieuses, peut-être. Il faut bien comprendre que la science avance en proposant des modèles qui essayent tant bien que mal d'interpréter la réalité des choses, et en tant que scientifiques de tous bords, nous ne pouvons prétendre à la moindre "théorie du tout", c'est clair et définitif
08/01/2010 - 07h57
Deedee81
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Envoyé par Gloubiscrapule
J'aimerais bien avoir des sources de ce que tu avances... Si on découvre que l'espace est discontinu ça ferait beaucoup de bruit, et j'ai rien entendu!!
Salut,
Je crois qu'il y a juste une petite confusion et cette expérience a déjà été discutée sur Futura.
Ce n'est pas des photons mais des neutrons qui ont été utilisés. Les photons sont trop rapides pour une telle expérience.
Et ce que cette expérience montre, ce n'est pas que la gravité est quantififée (ou que la RG doit être quantifiée, bien qu'il paraisse peu douteux qu'une gravité quantique soit nécessaire à un certain niveau) mais seulement que l'énergie potentielle de gravitation est quantifiée. Et, ça, l'énergie quantifiée, ce n'est pas un scoop.
Ca prouve encore moins que l'espace soit quantifié.
C'est l'équivalent de l'électron autour d'un atome. Dans le potentiel électrostatique du noyau, l'énergie de l'électron est quantifiée. Mais nul besoin, à ce stade (celui de la théorie de Schrödinger de l'atome) de faire appel à la théorie quantique des champs (ici le champ électromagnétique).
Mais même non révolutionnaire, cette expérience valait la peine d'être faites. Ca montre au moins l'absence de suprise et cela valide (en partie) les approches semi-classiques (traitement des la théorie quantique des champs sur un espace-temps courbe classique et imposé).
Est-ce que ces expériences ne donneraient pas exactement le même résultat dans une fusée uniformément accélérée?
Cela démontre-t-il quelque chose sur la gravitation (et sur le potentiel de gravitation), ou bien plus généralement sur l'effet d'une paire de "miroirs" parallèles en accélération uniforme?
Cordialement,
08/01/2010 - 08h55
Deedee81
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Envoyé par Michel (mmy)
Est-ce que ces expériences ne donneraient pas exactement le même résultat dans une fusée uniformément accélérée?
En principe non puisque cette fois il n'y a pas d'énergie potentiel (seulement de l'énergie cinétique).
C'est comme un électron libre, il peut avoir n'importe quelle vitesse, ce n'est pas quantifié.
Maintenant je pense que mes propos doivent être modérés. Cela doit dépendre de la manière d'appliquer la force d'accélération et de l'environnement ("pousser" un électron autour d'un atome ne fait pas disparaitre la quantification, si la fusée est le potentiel de gravitation de la Terre, forcément, la quantification doit être là).
Ceci dit, avec une fusée ça va être difficile à mesurer (les niveaux d'énergie seraient trop "serrés", on a un 1/m dans les équations de la MQ).
Envoyé par Michel (mmy)
Cela démontre-t-il quelque chose sur la gravitation (et sur le potentiel de gravitation), ou bien plus généralement sur l'effet d'une paire de "miroirs" parallèles en accélération uniforme?
Quels miroirs ?????
En fait cette expérience nous apprend juste une chose : la MQ reste valide même en présence de la gravité. On peut, par exemple, utiliser l'équation de Schrödinger pour le mouvement du neutron dans un potentiel gravitationnel.
C'est déjà important. Mais j'estime qu'elle ne nous apprend strictement rien sur la gravitation.
Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)
08/01/2010 - 09h09
invité576543
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Re : Trous noirs : la densité infinie
Envoyé par Deedee81
En principe non puisque cette fois il n'y a pas d'énergie potentiel (seulement de l'énergie cinétique).
Tu prédis donc qu'on observerait quelque chose de différent dans une fusée dans l'espace, loin de toute masse importante, et uniformément accélérée?
Ceci dit, avec une fusée ça va être difficile à mesurer (les niveaux d'énergie seraient trop "serrés", on a un 1/m dans les équations de la MQ).
Si on sait le mesurer à la surface de la Terre, et que seule l'accélération intervient, alors on sait le mesure avec une accélération de 1 g, non? Rien de bien difficile techniquement.
Quels miroirs ?????
Les deux surfaces sur lesquelles les neutrons "rebondissent".
En fait cette expérience nous apprend juste une chose : la MQ reste valide même en présence de la gravité.
De gravité ou d'accélération? (Même question, toujours. Et comment fait-on la différence?)
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Envoyé par bluemanca 
). Il conviendrait tout de même de se rendre compte de la portée épistémologique d'un tel terme ! Cette "théorie du tout" serait-elle capable d'expliquer les mécanisme de l'apparition de la vie sur une planète aussi bien que les diverses singularités astrophysiques dont la singularité "primordiale" ? serait-elle donc capable de proposer des modèles prédictifs sociologiques ? Non. Alors il ne s'agit pas de "théorie du tout", il ne peut pas y avoir de "thèorie du tout", c'est... tout.
et cela valide (en partie) les approches semi-classiques (traitement des la théorie quantique des champs sur un espace-temps courbe classique et imposé).
