Trous noirs et expansion de l'univers

[PACthomas]

Bonjour,

Est-ce que que les trous noirs pourraient être responsables de la dilatation de l'espace (et l'accélération de la dilatation) ? L'espace entre deux trous noirs s'étirerait dû à la "plongée" de l'espace dans les trous noirs ?

Je pense bien évidemment que non, car sinon j'aurais déjà vu des références en parlant sur internet, mais j'aimerais bien m'ôter cette image (surement fausse) des trous noirs constituant des trous dans l'espace-temps dans lesquels il s'engouffre.

Merci d'avance pour vos explications.
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[Andrei2010]

L'expansion de l'univers n'est pas un phénomène gravitationnel et se produit seulement là où la gravitation est négligeable (en gros, entre les amas de galaxies)
Quant aux trous noirs, ils n'attirent pas l'espace ni ne l'absorbent : ils déforment l'espace (puisque la gravitation est une déformation de l'espace-temps) et absorbent la matière.

Voilà pour une explication simplifiée au maximum. Si tu veux, on peut aller plus loin dans les détails pour ce qui en est de l'expansion, la gravitation et les trous noirs.

[Mailou75]

L'expansion de l'univers n'est pas un phénomène gravitationnel et se produit seulement là où la gravitation est négligeable (en gros, entre les amas de galaxies)

Si l'expansion n'est pas un phénomène graviationnel alors pourquoi s'évertuer a l'expliquer par la RG ?
Si le modèle ne marche pas, pourquoi chercher des interprétations que l'on sait fausses (matiere et énergie noire) plutot que laisser les donner brutes et laisser les gens juger juger par eux meme ? Et simplement admettre notre ignorance.
A vouloir tout expliquer la physique (BB et MQ) devient des maths qui n'expliquent plus rien mais se contentent de donner les bons résultats, il me semble que ce n'est pas l'objectif premier de la science...

[pm42]

Si l'expansion n'est pas un phénomène graviationnel alors pourquoi s'évertuer a l'expliquer par la RG ?
Si le modèle ne marche pas, pourquoi chercher des interprétations que l'on sait fausses (matiere et énergie noire) plutot que laisser les donner brutes et laisser les gens juger juger par eux meme ? Et simplement admettre notre ignorance.
A vouloir tout expliquer la physique (BB et MQ) devient des maths qui n'expliquent plus rien mais se contentent de donner les bons résultats, il me semble que ce n'est pas l'objectif premier de la science...

Et c'est reparti pour un tour... Pourquoi répondre quand on peut répéter en boucle que les théories sont fausses sans en apporter jamais aucune preuve, ne rien publier et faire régulièrement la preuve d'une compréhension très, très partielle des dites théories ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Si l'expansion n'est pas un phénomène graviationnel alors pourquoi s'évertuer a l'expliquer par la RG ?

La RG ce n'est pas que la gravitation, pas plus que la RR n'est que la lumière. C'est juste que c'est la théorie reine pour formuler la gravité. Tu as trois choses en RG :
- les variétés riemanniennes
- l'équation des géodésiques
- l'équation d'Einstein => la gravité c'est ça

Pourquoi ne pas étudier un peu la théorie avant de lâcher des absurdités comme ça ? Ca rend ridicule, alors stp fait un effort.

[PACthomas]

Bonjour Andrei2010 (je ne fais pas allusion aux autres messages qui ouvrent une discussion d'un tout autre sujet),

Merci de ta réponse. En fait j'ai du mal à me représenter l'expansion de l'univers. Je comprends comment elle a été observée : on a constaté que les objets astrophysiques lointains s'éloignent de nous à "vitesse" accélérée. Et d'après la relativité générale, par "vitesse" on entend que les amas de galaxies sont fixes les unes par rapport aux autres mais c'est l'espace entre eux qui se dilate. Est-ce correct ?

Quand tu dis "l'expansion se produit quand la gravitation est négligeable". Quand c'est négligeable par rapport à quoi ?

Merci d'avance !

[Gilgamesh]

Bonjour,

Est-ce que que les trous noirs pourraient être responsables de la dilatation de l'espace (et l'accélération de la dilatation) ? L'espace entre deux trous noirs s'étirerait dû à la "plongée" de l'espace dans les trous noirs ?

Je pense bien évidemment que non, car sinon j'aurais déjà vu des références en parlant sur internet, mais j'aimerais bien m'ôter cette image (surement fausse) des trous noirs constituant des trous dans l'espace-temps dans lesquels il s'engouffre.

Merci d'avance pour vos explications.

La résolution de l'équation d'Einstein appliquée à un univers homogène et isotrope aboutit à des solutions dynamiques. Soit l'univers est en contraction soit il est en expansion, et c'est l'observation qui permet de trancher. Le fait que la matière soit sous forme de gaz, d'étoile, de résidus compact (trou noir, étoile à neutron, naine blanche) n'intervient pas dans l'équation.

Mais sinon, le fait de se représenter un flux d'espace temps traversant l'horizon du trou noir, c'est plutôt pas mal comme image.

[Andrei2010]

Rebonjour PACthomas,

En fait j'ai du mal à me représenter l'expansion de l'univers. Je comprends comment elle a été observée : on a constaté que les objets astrophysiques lointains s'éloignent de nous à "vitesse" accélérée. Et d'après la relativité générale, par "vitesse" on entend que les amas de galaxies sont fixes les unes par rapport aux autres mais c'est l'espace entre eux qui se dilate. Est-ce correct ?

C'est parfaitement correct, à un détail près : il me semble que l'espace ne se dilate pas, mais qu'il se crée de l'espace. La différence est subtile, et je préfère laisser aux experts le soin de l'expliquer (s'ils le souhaitent).

Quand tu dis "l'expansion se produit quand la gravitation est négligeable". Quand c'est négligeable par rapport à quoi ?

L'expansion se produit quand la gravité est négligeable... par rapport à l'expansion Faute d'aller dans les vastes espaces soumis à l'expansion pour mesurer la valeur de la gravitation sur place, on doit se contenter de dire qu'en dessous d'une certaine valeur, la gravitation permet l'expansion.

[invite06459106]

L'expansion de l'univers n'est pas un phénomène gravitationnel .

Je peux comprendre Mailou (parce que je suis taquin), ce qui ne veut pas dire que je trouve son interrogation juste, mais, c'est quoi "phénomène"?? Effet? Cause? Description?
Il me semble que pour deux sur les trois, c'est un "phénomène" gravitationnel. Et de plus, comme tout ne peut être amener à ce que ce qui peut être descriptif (ou éventuellement descirptif par la théorie)...
Donc, apparemment tout le monde a compris "phénomène"...sauf moi, si on pouvait m'expliquer.

[Deedee81]

Salut,

Je peux comprendre Mailou (parce que je suis taquin), ce qui ne veut pas dire que je trouve son interrogation juste, mais, c'est quoi "phénomène"?? Effet? Cause? Description?
Il me semble que pour deux sur les trois, c'est un "phénomène" gravitationnel. Et de plus, comme tout ne peut être amener à ce que ce qui peut être descriptif (ou éventuellement descirptif par la théorie)...
Donc, apparemment tout le monde a compris "phénomène"...sauf moi, si on pouvait m'expliquer.

Ca c'est certainement la bonne question.

Ca revient en somme à vulgariser le calcul de la solution cosmologique des équations d'Einstein et à dire en mots de tous les jours pourquoi on obtient une telle solution. Je dois bien avouer que je m'y suis jamais essayé.

Comme explications indirectes tout ce que je pourrais dire est ceci : toute solution statique est instable. Si on a un ensemble d'étoiles à position fixe en équilibre, alors il ne faut qu'une pichenette pour que les étoiles s'effondrent les unes sur les autres ou se dispersent. Ce problème avait déjà été constaté par Newton qui parlait du "doigt de Dieu" réajustant en permanence la position des étoiles !!!!
On a le même phénomène en relativité générale et avec le principe cosmologique cela ne peut donner qu'un univers globalement en expansion ou en contraction. Ce qui est amusant c'est que Einstein ne l'avait pas vu, c'est Lemaître qui lui a fait remarquer que sa solution statique était instable. Pas étonnant qu'il ait qualifié ça de "la plus grande erreur de ma vie"

Cette explication n'est qu'à moitié satisfaisante car je parle bien là d'un équilibre gravitationnel alors que pour la solution des équations dans le cadre cosmologique c'est plus profond que ça.

Donc, si quelqu'un arrive à vulgariser ça, je suis preneur

[invite06459106]

L'équation d'Einstein décrit les effets gravitationnels, dont l'expansion et son accélération. C'est cette équation qui parle de la courbure "à grande échelle", et c'est donc elle qui décrit l'expansion, c'est pour ça qu'il me semble bien que l'expansion est un "phénomène" de la gravitation. Sinon, cela voudrait dire que l'on a une équation pour la gravitation (force attractive, Newton) et une autre équation décrivant l'expansion, vu que c'est la même équation qui décrit tout le truc...dire que l'expansion n'est pas un phénomène gravitationnel me paraît faux.
Du coup, la réaction de Mailou me semble compréhensible (même si le fond était de vendre son "incohérence de la théorie").

[Deedee81]

L'équation d'Einstein décrit les effets gravitationnels, dont l'expansion et son accélération.

Oulà, pour l'accélération, là, on n'a aucune certitude !

C'est cette équation qui parle de la courbure "à grande échelle", et c'est donc elle qui décrit l'expansion, c'est pour ça qu'il me semble bien que l'expansion est un "phénomène" de la gravitation. Sinon, cela voudrait dire que l'on a une équation pour la gravitation (force attractive, Newton) et une autre équation décrivant l'expansion, vu que c'est la même équation qui décrit tout le truc...dire que l'expansion n'est pas un phénomène gravitationnel me paraît faux.
Du coup, la réaction de Mailou me semble compréhensible (même si le fond était de vendre son "incohérence de la théorie").

Je vais t'avouer que je ne l'aurais pas vulgarisé comme ça. Plus haut je ne suis intervenu que sur "la RG ce n'est pas que la gravitation". Mais je ferais quand même une distinction entre les effets gravitationnels locaux et l'expansion. Tout comme on fait une différence entre les mouvements propres locaux et l'expansion. Même si j'ai du mal à décrire ça en langage de tous les jours.

Pour expliquer pourquoi je fais une telle distinction, peut-être un exemple un peu différent dans la continuation de mon message précédent.
Je disais qu'un système d'étoile fixe liée par la gravité n'est pas stable. Mais on connait bien des systèmes stables : les galaxies, les systèmes planétaires,... Ce qui maintient la stabilité est la rotation qui compense la force de gravité.
Mais pour l'univers, ça ne marche pas !!!! Gödel s'est essayé à décrire un univers en rotation (voir wikipedia, univers de Gödel). Mais celui-ci est inconsistant : il y a des boucles temporelles.

Autre exemple : si on identifie expansion et mouvement, on peut expliquer le redshift par un simple effet Doppler. Sauf que ça marche... à courte distance (en milliars d'AL quand même), plus loin (de l'ordre de la petite dizaine d'AL) il y a des écarts. Le redshift cosmologique n'est pas du Doppler ou en tout cas pas stricto sensus.

La raison est qu'à très grande échelle, les raisonnements "newtonien" et les raisonnements simples ne marchent plus. La géométrie globale de l'univers doit intervenir et c'est tout sauf simple. Et ça ne se réduit pas à une "attraction universelle".

Cette discussion est archi typique des difficultés de la vulgarisation dans ce domaine. Quand on y a arrive pas, il n'y a que deux solutions : parler en équations (et éventuellement en données expérimentales ou issues de l'observation) ou..... rester humble.... et tant pis si c'est frustrant de ne pas avoir d'explication (*). Je ne suis pas à l'abri de ça : l'univers de Gödel, j'en connais les propriétés, mais je n'ai jamais creusé (par manque de temps) et donc je ne sais pas pourquoi il y a des boucles temporelles.

On manque de mot aussi. C'est comme pour la neige chez les inuits. Il nous faudrait plusieurs mots pour distinguer les différentes nuances de "gravité"

(*) Ou de ne pas arriver à en donner. C'est tout aussi frustrant.

[invite06459106]

Oulà, pour l'accélération, là, on n'a aucune certitude !

Disons évolution alors...encore que...*( et pour lever le doute, je ne parlais pas du moteur de l'accélération, l'énergie noire).

Mais je ferais quand même une distinction entre les effets gravitationnels locaux et l'expansion.

Les hypothèses d'isotropie et d'homogénéité à grande échelle permet de "poser" la métrique de Friedmann-Robertson-Walker, et d'écrire l'équat d'Einstein pour cette métrique, et comme tu le disais la solution stationnaire n'étant pas stable il reste deux solutions, et l'observation a tranché. A relier avec le *, et c'est en ce sens qu'il me semble que l'équat d'Einstein décrit (explique) aussi l'accélération, puisque elle est dynamique.

Cette discussion est archi typique des difficultés de la vulgarisation dans ce domaine. Quand on y a arrive pas(...) : parler en équations

Beaucoup trop tôt pour moi, mais comme je regarde les concepts aussi bien physiques que mathématiques, je me suis permis d'intervenir car si l'expansion n'est pas un "effet-phénomène" de la gravitation, j'ai loupé un truc et même si je ne sais pas manier les maths, autant me rectifier sur leurs représentations si je fais une erreur (une fois les concepts "cadrés" les maths seront moins difficiles je pense, pas le calcul,mais la manipulation).

[Deedee81]

Disons évolution alors...encore que...*( et pour lever le doute, je ne parlais pas du moteur de l'accélération, l'énergie noire).

Ah oui, d'accord, juste pour la modélisation. Ca oui, c'est vrai.

Beaucoup trop tôt pour moi, mais comme je regarde les concepts aussi bien physiques que mathématiques, je me suis permis d'intervenir car si l'expansion n'est pas un "effet-phénomène" de la gravitation, j'ai loupé un truc et même si je ne sais pas manier les maths, autant me rectifier sur leurs représentations si je fais une erreur (une fois les concepts "cadrés" les maths seront moins difficiles je pense, pas le calcul,mais la manipulation).

Le problème c'est que même comme ça c'est parfois difficile de dire si c'est faux ! Et dire que c'est pas le pire (la théorie quantique des champs en espace-temps courbe cumule les difficultés conceptuelles et vulgarisatoires).

[papy-alain]

Bonjour.
Pourquoi fait on une telle différence entre expansion et accélération de l'expansion, comme s'il s'agissait de deux phénomènes distincts, sans rapport l'un avec l'autre ?

[Deedee81]

Pourquoi fait on une telle différence entre expansion et accélération de l'expansion, comme s'il s'agissait de deux phénomènes distincts, sans rapport l'un avec l'autre ?

La théorie (la RG) prédit une expansion qui ralentit au cours du temps.

Or ici on observe une accélération. Problème on ne sait pas pourquoi. Donc, on le considère a priori comme différent.

Il y a en fait un tas d'hypothèses : RG modifiée, dilaton, quintessence, constante cosmologique, univers non homogène, etc. etc. etc.
Et selon les cas (par exemple la constante cosmologique) il n'y aurait pas/plus lieu de distinguer de l'expansion. Ou alors cela restera un phénomène différent.
Mais tant qu'on ne sait pas.....

La situation est pire que pour la matière noire. Au moins, pour cette dernière, on a des tonnes de données et on a déjà pu exclure toute une série d'hypothèses comme contributions majoritaires (comme les neutrinos ou les MACHOS). Mais pour l'énergie noire, c'est encore très pauvre. Tout reste ouvert. Et ce dont on a besoin c'est des observations plus précises (les hypothèses, y en a déjà de trop ).

[Gilgamesh]

La théorie (la RG) prédit une expansion qui ralentit au cours du temps.

Pas vraiment d'accord sur cette façon d'exprimer les choses. La théorie permet de concevoir une famille de modèles paramétrables en fonction du contenu de l'univers : matière, rayonnement, constante cosmologique voir quintessence. La théorie ne dit rien sur la valeur des paramètres. L'accélération de l'expansion ne contredit pas la théorie, elle contredit les modèles les plus simples où la valeur de la constante cosmo est fixée à zéro.

[Deedee81]

Pas vraiment d'accord sur cette façon d'exprimer les choses. La théorie permet de concevoir une famille de modèles paramétrables en fonction du contenu de l'univers : matière, rayonnement, constante cosmologique voir quintessence. La théorie ne dit rien sur la valeur des paramètres. L'accélération de l'expansion ne contredit pas la théorie, elle contredit les modèles les plus simples où la valeur de la constante cosmo est fixée à zéro.

Oui, pardon, j'aurais dû dire :
- la RG sans constante cosmologique
et
- Rien ne dit que l'accélération à pour origine la constante cosmologique (par exemple, l'hypothèse d'un univers non homogène n'est à ma connaissance pas invalidée, enfin, pour le moment du moins car elle reste amha assez peu probable)

[papy-alain]

Mais puisqu'on ne connaît pas la cause de cette accélération, pourquoi exclure la possibilité de l'intégrer dans la constante cosmologique, un peu comme la constante de Hubble, qui....n'est pas constante !

[Mailou75]

Parce qu'au bout d'un moment la physique n'explique plus, elle calcule... et le modèle de cosmologie (energie noire et matiere noire comprises) s'apparente au modèle de mécanique quantique, du calcul plus que du sens. A ceci près que la MQ prédit alors que le modèle cosmo se sert de l'observation pour écrire sa formule (bouh!) et le gros handicap que les deux théories s'éloignent au lieu de se rapprocher... l'énergie noire a encore frappé !

[papy-alain]

Parce qu'au bout d'un moment la physique n'explique plus, elle calcule... et le modèle de cosmologie (energie noire et matiere noire comprises) s'apparente au modèle de mécanique quantique, du calcul plus que du sens. A ceci près que la MQ prédit alors que le modèle cosmo se sert de l'observation pour écrire sa formule (bouh!) et le gros handicap que les deux théories s'éloignent au lieu de se rapproch er... l'énergie noire a encore frappé !

Oui, ben ça, c'est pas nouveau. On observe ce qu'on peut, puis on établit une base théorique en extrapolant ce qui n'est pas observable. Par exemple, pour tout ce qui précède l'époque du découplage, on calcule ce qui a dû se passer. Comme c'est excitant, on va jusqu'au bout et on construit à l'instant t0 un univers infiniment petit. Puis on dit : zut, y a un problème. Bah, tant pis, appelons ça une singularité et basta.
Pour la matière noire, c'est encore pire : on observe qu'il y a un problème d'ordre gravitationnel dans les galaxies et on se dit qu'il y a là "quelque chose" de louche. Du coup, on invente une matière non-baryonique qui fait plaisir à une majorité (excepté aux supporters de MOND).
Pour les TN, pareil. Impossible de voir ce qu'il y a dedans, mais les calculs disent que toute la masse est concentrée au centre du TN, dans un espace infiniment petit. Et dans le même temps, on nous dit qu'on ne connaît pas l'état de cette matière. Cette contradiction mise à part, on retombe sur quelque chose d'indescriptible. Bah, allez, on n'est plus à une singularité près.
Bon, à part ça, le MCS tient la route, tout va bien.
Ah, ben non, maintenant on voit que l'expansion s'accélère. Zut, c'était pas prévu, cette blague là. Bon, on recommence à calculer, encore et encore.
Tout ce que j'ai voulu dire, c'est que les théoriciens font un travail remarquable, ils nous apprennent énormément de choses, mais ils manquent parfois un peu d'humilité lorsqu'ils affirment que c'est comme ça, et pas autrement...jusqu'à la prochaine adaptation résultant d'observations nouvelles.

[AnotherBrick]

Tout ce que j'ai voulu dire, c'est que les théoriciens font un travail remarquable, ils nous apprennent énormément de choses, mais ils manquent parfois un peu d'humilité lorsqu'ils affirment que c'est comme ça, et pas autrement...jusqu'à la prochaine adaptation résultant d'observations nouvelles.

C'est plutôt vous qui manquez totalement d'humilité à affirmer tant de choses erronées en prétendant savoir ce dont vous parlez. Si vous vous étiez renseigné un minimum sur le concept de matière noire, vous sauriez qu'il existe de nombreuses observations indépendantes et dans des contextes différents qui mènent aux mêmes conclusions. Si vous vous étiez renseigné sérieusement sur les trous noirs, vous sauriez qu'il est faux de dire que "toute la masse est concentrée en leur centre dans un espace infiniment petit" (ne confondez pas ce que disent les scientifiques qui travaillent sur ce sujet et ce que vous pouvez lire sur ce forum qui est souvent approximatif voire incorrect).

[papy-alain]

C'est plutôt vous qui manquez totalement d'humilité à affirmer tant de choses erronées en prétendant savoir ce dont vous parlez. Si vous vous étiez renseigné un minimum sur le concept de matière noire, vous sauriez qu'il existe de nombreuses observations indépendantes et dans des contextes différents qui mènent aux mêmes conclusions. Si vous vous étiez renseigné sérieusement sur les trous noirs, vous sauriez qu'il est faux de dire que "toute la masse est concentrée en leur centre dans un espace infiniment petit" (ne confondez pas ce que disent les scientifiques qui travaillent sur ce sujet et ce que vous pouvez lire sur ce forum qui est souvent approximatif voire incorrect).

Désolé, mais je n'affirme rien. Je dis : "on ne sait pas". Où ai-je affirmé une vérité ?
Par contre, vous semblez ignorer certaines choses au sujet de la matière noire quand vous prétendez que toutes les observations mènent aux mêmes conclusions. Il me semble que les observations sur les galaxies naines, satellites d'Andromède, posent une énigme sérieuse qui sont loin de corroborer le modèle classique de la MN. Ca se rapprocherait plutôt de MOND.
Et pour ce qui est des TN, la notion de singularité centrale est évoquée en l'absence de toute connaissance sur le sujet, vu que rien ne sera jamais observé. Là aussi, il serait préférable de dire "on ne sait pas". Mais peut être avez vous une explication dûment prouvée sur ce qui se passe sous l'horizon ? Vous avez publié une théorie sur ce sujet ?

[Deedee81]

Bonjour,

Désolé, mais je n'affirme rien.

Et ça, c'est pas une affirmation sans doute ?

ils manquent parfois un peu d'humilité lorsqu'ils affirment que c'est comme ça, et pas autrement

Bon, ras-le-bol, AnotherBrick a raison. Ce fil est devenu un étalage de "je sais rien mais je dirai tout". De participants qui ne connaissent pas les travaux dans ce domaine mais se permettent de critiquer ces travaux voire ceux qui les mènent ou la manière dont ils les mènent et qui confondent actualité scientifiques écrites par des journalistes et les véritables travaux. On est de plein pied dans le syndrome de Dunning et Krugger là.

Alors arrêtons, les frais. Je ferme.

Et en attendant une autre discussion, Mailou et Papy-alain, je vous conseille d'ouvrir quelques livres sur le sujet (et pas de la vulgarisation), d'étudier et de faire travailler vos neurones (oui, je sais, c'est fatigant) et de revenir avec un peu plus d'humilité.

Merci,