Trou noir et univers

[Nucleus98]

Comme vous voyez, je suis nouveau dans ce forum fascinant, j'ai adoré les sujets abordés en cosmologie et en physique théorique, d'ailleurs c'est mon domaine de recherche (gravité quantique, cosmologie branaire, Théorie M, RG , Trous noirs) . Je voulais débuter ma première discussion avec une certaine élégance en commençant par les singularités d'espace-temps !


Bref, vous connaissez surement les théories de Lee Smolin et du jeune physicien polonais Nikodem Poplawski concernant la création des univers à partir des trous noirs !
Smolin a proposé son idée d'univers féconds dans son livre "La vie Du Cosmos" en introduisant la sélection naturelle cosmologique qui est analogue à l'évolution biologique s'appliquant à ces échelles cosmologiques ! Bref, ce Smolin spécule que l'effondrement des trous noirs engendre l'émergence de nouveaux univers dont les constantes fondamentales peuvent différer légèrement des univers mères comme une sorte de mutation génétique, donc chaque univers donne naissance à un autre entrant dans une cycle sans fin, et c'est ce que présume cette "fécondité" cosmologique !

Parlant maintenant de Poplawski, Celui-ci, sa théorie diffère de celle de Smolin techniquement, Nikodem émit l'hypothèse que lorsque un trou noir atteint la densité (qui semble critique) de 10^50 Kg/m^3 apparaît une force répulsive pour contrarier la gravité qu'il a utilisé auparavant pour expliquer le déclenchement de l'inflation cosmique. Aussitôt la gravité battue par cette force répulsive, le trou noir se transforme en un trou blanc et engendre une autre univers !

Je voulais savoir votre avis sur ces deux hypothèses ? Et quel processus gouverne la transition trou noir/trou blanc ?
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[bongo1981]

De ce que j'ai lu, Lee Smolin a supposé que chaque trou noir créé par un univers change un peu certains paramètres du modèle standard.

Ceci étant dit, il a montré qu'un univers hébergeant la vie est un univers favorable à un nombre important de trous noirs (il a parlé de la nécessité du carbone pour faire effondrer des nuages etc...).
Donc un univers favorable à la vie est un univers ayant des paramètres maximisant le nombre de trous noirs, ou pas loin.

Il a montré qu'en changeant d'un pouillième certaines constantes cela engendre effectivement une baisse du nombre de trou noir.
Il n'a pas pu conclure sur toutes les constantes.

A la fin, il arrive tout de même à une prédiction sur la masse maximale des étoiles à neutron, et a montré que pour l'instant ces objets ne contredisaient pas sa prédiction.

Pour ce qui est de Poplawski, il a travaillé dans un cadre classique ? (je connais pas du tout).

[phys4]

Parlant maintenant de Poplawski, Celui-ci, sa théorie diffère de celle de Smolin techniquement, Nikodem émit l'hypothèse que lorsque un trou noir atteint la densité (qui semble critique) de 10^50 Kg/m^3 apparaît une force répulsive pour contrarier la gravité qu'il a utilisé auparavant pour expliquer le déclenchement de l'inflation cosmique. Aussitôt la gravité battue par cette force répulsive, le trou noir se transforme en un trou blanc et engendre une autre univers !

Je voulais savoir votre avis sur ces deux hypothèses ? Et quel processus gouverne la transition trou noir/trou blanc ?

Bonne soirée à vous, et bienvenue sur le forum.
Ce sont des hypothèses intéressantes. Il faudrait comprendre le mécanisme de déclenchement, et expliquer du même coup pourquoi nous n'avons aucune trace de notre univers, des effets de bord que devrait provoquer un univers voisin.
Nous n'avons aucune , durant notre civilisation, de voir se produire un autre bigbang aux confins de l'univers, mais nous pourrions voir des traces d'un explosion passée ?

Une cause possible de la transition, serait la création d'une grande quantité de masse négative autour du TN, qui provoquerait la dispersion rapide de son contenu.

[Nucleus98]

Bonne soirée à vous, et bienvenue sur le forum.
Ce sont des hypothèses intéressantes. Il faudrait comprendre le mécanisme de déclenchement, et expliquer du même coup pourquoi nous n'avons aucune trace de notre univers, des effets de bord que devrait provoquer un univers voisin.
Nous n'avons aucune , durant notre civilisation, de voir se produire un autre bigbang aux confins de l'univers, mais nous pourrions voir des traces d'un explosion passée ?

Une cause possible de la transition, serait la création d'une grande quantité de masse négative autour du TN, qui provoquerait la dispersion rapide de son contenu.

On est d'accord Phys4.

Sincèrement, j'aime pas le concept d'énergie négative ! Je n'ose pas la qualifier d'hypothèse hautement spéculative mais d'imagination hallucinante !
De quoi s'agit-elle cette énergie négative constamment évoquées par les physiciens ?

Y'a des physiciens comme Kip thorne et Matt Visser qui avancent l'hypothèse que l'énergie négative joue un rôle dans la stabilisation et l'inflation des trous de vers afin de les rendre traversables, Bon on sait rien concernant cela pour le moment !!

Pour ta question, probablement une trace y réside à l'intérieur des trous noirs, mais je veux savoir quelle limite ou propriété quelconque qui rend le trou noir fécond et aussi la plus importante; comment les lois fondamentales sont-ils modifiées( modèles standard, constantes des couplages, célérité, thermodynamique) ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Le concept d'énergie négative est effectivement une spéculation.

Du moins une énergie abondante et utilisable. Ce genre de chose apparait dans la théorie quantique des champs en espace-temps courbe (rayonnement de Hawking des TN, la contrepartie de ce qui est émit est un flux d'énergie négative dans le trou noir). Toutefois, un tas d'exemples montrent que ces effets d'énergie négative sont toujours faibles, très transitoires et/ou inutilisables. Mais je ne connais pas de démonstration générale. La question reste donc ouverte.

Un exemple, lorsqu'un miroir est accéléré, il produit devant lui un flux d'énergie négative !!!! (d'après la théorie, c'est un phénomène analogue au rayonnement de Unruh). Mais pour avoir quelque chose de mesurable il faudrait des accélérations absolument fantastiques (et le mot est faible) et quiconque voudrait exploiter cette énergie négative recevrait rapidement le miroir dans le pif

Mais en tout état de cause, ça reste spéculatif (les effets gravitationnels sur la théorie quantique des champs et les trous de vers aussi).

[Nucleus98]

Absolument, Deedee

Selon les calculs de Matt Visser, il faudrait un millionième de la taille d'un nucléon de masse négative pour stabiliser et enfler un trou de ver de Lorentz(traversable), et nous sommes très loin pour produire cette quantité ridicule

[Deedee81]

Selon les calculs de Matt Visser

Je ne connais pas ces calculs. Mais il est clair que même les micro trous de vers restent spéculatifs.

[Nucleus98]

Pour certains physiciens, ils ne sont pas spéculatifs, mais c'est notre incapacité de les détecter qui les rend hypothétiques à nos yeux !

Stephen Hawking est certain au sujet de leurs existence et a présumé le fait qu'ils sont très instables à cause d'un effet analogue à l'effet Larsen !
Imagine un micro trous de vers qui est un dispositif de voyage temporel, ce dernier absorbe des particules, disant un neutrino. Il va lui permettre d'aller le passé et de revenir dans le présent créant ainsi une boucle temporel sans fin ce qui peut violer la causalité, Donc, hawking qui voulait garder la cohérence du système présume que le trou de ver explosera par un pseudo effet Larsen afin de préserver la causalité et la cohérence ! Après cela, il émet son hypothèse de conjecture de protection chronologique qui interdit le voyage temporel disant qu'il n'est pas permis dans notre univers ! Le problème qui me taraude c'est que le principe de cohérence de Novikov ne permet pas aussi la violation de causalité pour garder l'auto-cohérence du système et c'est le même que le principe de Hawking mais cette conjecture et complètement différente au point d'interdire le voyage temporel et le qualifier de non permis qui est selon moi une approche très catégorique !!

[Deedee81]

Pour certains physiciens, ils ne sont pas spéculatifs, mais c'est notre incapacité de les détecter qui les rend hypothétiques à nos yeux !

C'est tout à fait possible. Il y a toujours des optimistes Moi je préfère dire "pas observé => pas confirmé".

Stephen Hawking est certain au sujet de leurs existence

Il adore même faire des paris sur ce genre de chose (il en a d'ailleurs déjà perdu).

Beaucoup de choses dont tu parles (conjecture chronologique, de Novikov, etc...) traduisent en général surtout les convictions personnelles de leurs auteurs. Je rappelle d'ailleurs que même la simple censure cosmique (les singularités sont toujours derrières des horizons) n'est pas prouvée (bien que démontrée dans des cas très larges et très fortement plausible).

Personnellement je préfère considérer sur le connu et validé (théories quantiques, relativité générale) et travailler juste en marge (théorie quantique des champs en espace-temps courbe). Bien qu'aller plus loin (à la Hawking, théorie des cordes, théories des boucles, géométries non commutatives, etc...) soit assez passionnant (mais sacrément ardu, j'avais commencé à lire un cours d'Alain Cones sur les géométries non commutatives, j'ai lu dix pages puis j'ai complètement décroché. Gaaaasp ! Les boucles ça je comprend par contre, mais je ne maitrise pas. Les cordes ne m'intéressent pas trop)

[Nucleus98]

Tout à fait d'accord avec toi !

Ces approches théoriques sont basés sur la propre conviction de leurs auteurs (novikov, hawking, smolin....etc)

[bongo1981]

Une cause possible de la transition, serait la création d'une grande quantité de masse négative autour du TN, qui provoquerait la dispersion rapide de son contenu.

D'après ce que j'ai compris de Smolin, c'est un univers entier qui est créé dans un trou noir, est-ce que j'ai mal compris ?

[Deedee81]

D'après ce que j'ai compris de Smolin, c'est un univers entier qui est créé dans un trou noir, est-ce que j'ai mal compris ?

Je ne sais plus si c'est son point de vue mais c'est bien possible. Il n'est pas le seul. J'ai chez moi un article (ce n'est pas de Smolin) calculant les variétés de Friedmann que l'on peut coller dans un TN avec des bifurcations instables créant ces univers. Le résultat est fractal et infini. L'auteur fait aussi référence à des articles (que je n'ai pas lu) parlant de solution avec un seul univers dans le TN.

Inutile de dire que c'est totalement invérifiable (et en plus basé sur des considérations théoriques encore loin d'être validées par l'expérience, très très très loin, comme le domaine transplanckien de la gravité semi-classique).

[Nucleus98]

Effectivement !

Le trans-Planckien pose un grand problème dans la gravité quantique notamment dans la théorie de l'inflation et beaucoup plus concernant les trous noirs !

Les trous noirs ont 3 résultats de calculs qui va au delà de l'échelle de Planck : la très haute fréquence plus intense que l'inverse du temps de Planck, les trous noirs extrémaux et virtuels qui ont un rayon de Schwarzschild qui dépasse la longueur de Planck jusqu'à atteindre 10^-57m ou aussi la quantité de charge électrique dans le cas d'un trou noir chargé en rotation, comme celui de Reissner-Nordstrom mais quantifié 10^-37m !!

[bongo1981]

Inutile de dire que c'est totalement invérifiable (et en plus basé sur des considérations théoriques encore loin d'être validées par l'expérience, très très très loin, comme le domaine transplanckien de la gravité semi-classique).

Dans son livre critique de la sociologie de la physique, il montre qu'il y a bien un terrain où la physique transplanckienne est mesurable (la cosmologie, certaines traces sont visibles dans le CMB).
De plus, pour réfuter sa théorie, il y a bien une masse maximale des étoiles à neutron ?

Evidemment vérifier qu'il y a bien un univers dans un trou noir est invérifiable. Par contre la question de la vérifiabilité ou réfutabilité de l'optimisation des constantes de la nature a-t-elle un sens ?
Est-ce qu'un univers maximisant le nombre de trou noir est un univers favorable à la vie ?

[Deedee81]

Salut,

Dans son livre critique de la sociologie de la physique, il montre qu'il y a bien un terrain où la physique transplanckienne est mesurable (la cosmologie, certaines traces sont visibles dans le CMB).

C'est qui "il" ?

Par contre la question de la vérifiabilité ou réfutabilité de l'optimisation des constantes de la nature a-t-elle un sens ?
Est-ce qu'un univers maximisant le nombre de trou noir est un univers favorable à la vie ?

Ma foi, j'ai l'impression qu'actuellement, personne ne saurait répondre.