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Deux questions sur les trous noirs

  1. #1
    Mailou75

    Deux questions sur les trous noirs

    Bonsoir,

    Comme l’indique le titre, j’ai deux petites questions sur les trous noirs :

    - La premiere : Quelle est la masse du trou noir galactique (central) de la Voie lactée ? (en multiples de masse solaire Mo ou en kg n’importe) Et quel est, en ordre de grandeur le rapport entre ce poids et celui de la galaxie entiere (matière visible j’entends, sans la matiere noire) ?

    - La deuxième : Elle a du etre posée au moins cent fois mais la reponse ne me revient pas. Puisque les OG, porteuses le la «mise a jour» de la deformation de l’espace temps, vont à la vitesse lumiere et que la lumiere ne peut s’echapper d’un trou noir, alors comment font les OG ? Si l’info suit les geodesiques lumiere elle devrait ne jamais sortir du trou noir !? (j’entends theorique, deja formé, promordial etc, je ne tiens pas a lire qu’on voit toujours une etoile en effondrement et jamais de trou noir, ce qui serait une absence de réponse).

    Merci d’avance,

    Mailou

    -----

    Dernière modification par Mailou75 ; 14/06/2018 à 20h18.
    Trollus vulgaris

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  3. #2
    0577

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Bonjour,

    1)Masse du trou noir galactique central de la Voie lactée: 4,5.10^6 masses solaires.

    Masse de la Voie lactée, ordre de grandeur: 10^11 masses solaires.

    Rapport, ordre de grandeur:

    2)De quelles ondes gravitationnelles parlez-vous? Pour un trou noir "formé, primordial, éternel..." et isolé, il n'y a pas (classiquement) de "mise à jour" et donc pas d'émission d'ondes gravitationnelles.

  4. #3
    Andrei2010

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Puisque les OG, porteuses le la «mise a jour» de la deformation de l’espace temps, vont à la vitesse lumiere et que la lumiere ne peut s’echapper d’un trou noir, alors comment font les OG ?
    La déformation n'est pas "émise" par le trou noir : c'est l'effet du "poids" de celui-ci sur l'espace-temps. Lorsque deux trous noirs fusionnent, leurs masses s'additionnent, l'espace-temps se déforme encore plus, et la déformation se propage sous forme d'ondes gravitationnelles, à la vitesse de la lumière.

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Si l’info suit les geodesiques lumiere elle devrait ne jamais sortir du trou noir !?
    Si tu as compris que l'espace-temps n'est pas émis par le trou noir, et que l'espace-temps est un environnement déformé par les masses et l'énergie, tu as ta réponse.
    Dernière modification par Andrei2010 ; 14/06/2018 à 22h49.

  5. #4
    saint.112

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    En ce qui concerne la propagation des OG je parle sous le contrôle de mes camarades plus calés. Corrigez-moi si je me trompe.

    La lumière suit les géodésiques de l’espace et dépend donc de la géométrie de celui-ci, laquelle est déterminée par les masses qui s’y trouvent. Derrière l’horizon d’un trou noir toutes les géodésiques conduisent vers lui, d’où l’impossibilité de s’en échapper. Les déformations de cette géométrie provoquées par le déplacement des masses ne suivent pas de géodésique, elles sont en quelque sorte les géodésiques. Une onde gravitationnelle est une déformation brutale donc mesurable de la géométrie.

    Nico
    Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.

  6. #5
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    - La deuxième : Elle a du etre posée au moins cent fois mais la reponse ne me revient pas. Puisque les OG, porteuses le la «mise a jour» de la deformation de l’espace temps, vont à la vitesse lumiere et que la lumiere ne peut s’echapper d’un trou noir, alors comment font les OG ? Si l’info suit les geodesiques lumiere elle devrait ne jamais sortir du trou noir !? (j’entends theorique, deja formé, promordial etc, je ne tiens pas a lire qu’on voit toujours une etoile en effondrement et jamais de trou noir, ce qui serait une absence de réponse).
    Le système émetteur c'est l'ensemble des corps qui se tournent autour (trou noir ou non). C'est comme les ondes EM émises soit disant par les charges accélérées, elles sont en fait émises a minima par des dipoles, pas par les charges toutes seules (le champ entre les charges du dipôle se modifie et la modification se propage). Un système de deux corps qui gravitent l'un autour de l'autre (trou noir ou non) génère des ondes gravitationnelles. Elles ne sont pas émises par les corps, mais par l'espace-temps entre les deux corps (formulation un peu maladroite, mais je ne sais pas comment le dire), dont la courbure change continuellement.

    Quand a la matière "sous l'horizon", ce n'est pas ses instances sous l'horizon qui compte, mais celles avant que l'horizon ne soit franchi (la gravitation en un évènement dépend de la matière/énergie/impulsion présente aux évènements qui sont sur le cône passé, pas des autres, et les évènements de l'horizon ne sont jamais dans le cône passé d'un autre évènement à moins qu'il ni soit lui-même).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  7. #6
    Mailou75

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Salut et merci (à tous),

    Citation Envoyé par 0577 Voir le message
    1)Masse du trou noir galactique central de la Voie lactée: 4,5.10^6 masses solaires.

    Masse de la Voie lactée, ordre de grandeur: 10^11 masses solaires.

    Rapport, ordre de grandeur:
    C’est noté merci.

    2)De quelles ondes gravitationnelles parlez-vous? Pour un trou noir "formé, primordial, éternel..." et isolé, il n'y a pas (classiquement) de "mise à jour" et donc pas d'émission d'ondes gravitationnelles.
    Ok, c’est juste en cas de changement. Finalement ce qu’on apelle OG c’est l’actualisation de la courbure, ce n’est pas la valeur non nulle de quelque chose (?)

    ........

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Quand a la matière "sous l'horizon", ce n'est pas ses instances sous l'horizon qui compte, mais celles avant que l'horizon ne soit franchi (la gravitation en un évènement dépend de la matière/énergie/impulsion présente aux évènements qui sont sur le cône passé, pas des autres, et les évènements de l'horizon ne sont jamais dans le cône passé d'un autre évènement à moins qu'il ni soit lui-même).
    Humm donc si ce qu’on voit correspond à ce qu’on ressent alors on peut jeter n’importe quoi dans un trou noir, il ne grossira jamais vu de l´extérieur. C’est la poubelle du futur
    Trollus vulgaris

  8. #7
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Humm donc si ce qu’on voit correspond à ce qu’on ressent alors on peut jeter n’importe quoi dans un trou noir, il ne grossira jamais vu de l´extérieur. C’est la poubelle du futur
    Attention, petites nuances quand même.
    D'une part, c'est ce qu'on voit au sens de ce qui est sur le cône passé, pas au sens que c'est visible avec les yeux au pied de la lettre, parce que la nuit, j'ai bien des évènements localisés dans le soleil dans mon cône passé, et il est responsable de forces de marées sur ma personne, mais je ne vois pas le soleil à ce moment là (je le verrais si la Terre était translucide). Je me doute que c'était bien ça qui était entendu, mais il faut éviter toute ambiguïté (il y a bien des tordus qui pensent que la gravité est écrantée par les corps...).
    D'autre part la direction des influences que l'on ressent pointent vers la position "actualisée" (au sens de la simultanéité définie par un certain référentiel où on est immobile) et non celle retardée. Par exemple imaginons que l'on programme une fusée pour se déplacer en ligne droite dans le système solaire (il y aura donc compensation permanente, via des rétrofusées latérales). On ressentira une accélération orientée vers une direction, qui ne sera pas la direction sous laquelle on verra le soleil, mais la direction où le soleil se trouvera d/c plus tard, d étant la distance au soleil : en gros l'image du soleil est victime de l'aberration, mais pas l'influence gravitationnelle (ce qui va donner l'illusion d'une force instantanée à distance et fait que la gravitation de Newton marche plutôt bien).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  9. #8
    papy-alain

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    On ressentira une accélération orientée vers une direction, qui ne sera pas la direction sous laquelle on verra le soleil, mais la direction où le soleil se trouvera d/c plus tard, d étant la distance au soleil : en gros l'image du soleil est victime de l'aberration, mais pas l'influence gravitationnelle (ce qui va donner l'illusion d'une force instantanée à distance et fait que la gravitation de Newton marche plutôt bien).

    m@ch3
    Il y a déjà eu des discussions sur ce sujet, mais je n'ai jamais compris comment les forces de marée anticipent une position comme si l'information à distance était instantanée alors qu'elle se transmet à c.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  10. #9
    Amanuensis

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Le premier exercice est de comprendre comment cela marche en électromagnétisme (anticipation au premier degré, sur la vitesse, la force subie en t=0 est alignée vers M(-d/c)+ vd/c, v la vitesse, d la distance, M(t) la position de la charge), aucune erreur si la charge suit un MRU, comme la RR le demande.

    Dans le cas de la gravitation, l'anticipation est au deuxième degré (vitesse et accélération, la force est alignée vers M(-d/c) +vd/c + 1/2 a (d/c)²), mais au fond le principe est le même.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  11. #10
    jacknicklaus

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Il y a déjà eu des discussions sur ce sujet, mais je n'ai jamais compris comment les forces de marée anticipent une position comme si l'information à distance était instantanée alors qu'elle se transmet à c.
    c'est exactement le même phénomène qu'en électromagnétisme :
    voir ici
    https://en.wikipedia.org/wiki/Li%C3%...hert_potential
    et notamment cette remarque :
    Note that the n − β part of the first term updates the direction of the field toward the instantaneous position of the charge, if it continues to move with constant velocity c β . This term is connected with the "static" part of the electromagnetic field of the charge.

    Hélas, je ne sais pas trop comment l'expliquer sans mettre les mains dans les équations.

    [edit]
    grillé par Amanuensis
    Dernière modification par jacknicklaus ; Hier à 10h02.
    There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.

  12. #11
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Il y a déjà eu des discussions sur ce sujet, mais je n'ai jamais compris comment les forces de marée anticipent une position comme si l'information à distance était instantanée alors qu'elle se transmet à c.
    c'est comme en électromagnétisme, ça peut se décomposer en un terme "électrique", qui dépend de la position retardée, et un terme "magnétique", qui dépend de la vitesse à la position retardée. Il y a en plus un terme radiatif (OEM, OG) pour l'accélération. Position retardée, vitesse et accélération (avec nuance pour la gravité, c'est pas aussi simple) à la position retardée permettent d' "extrapoler" à la position "actuelle" (au sens de la simultanéité définie par un certain référentiel où on est immobile). Par contre pas de terme sur les dérivées suivantes, donc si l'accélération varie entre temps, la position extrapolée ne collera pas avec la position qui sera réellement occupée.

    m@ch3

    doublé mais je laisse...
    Never feed the troll after midnight!

  13. #12
    Nicophil

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    (il y a bien des tordus qui pensent que la gravité est écrantée par les corps...)
    Quid des ondes gravifiques, puisqu'on pourrait, selon Feynman et Wheeler, en récupérer de la chaleur ? https://en.wikipedia.org/wiki/Sticky...#39;s_argument

  14. #13
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Quid des ondes gravifiques, puisqu'on pourrait, selon Feynman et Wheeler, en récupérer de la chaleur ? https://en.wikipedia.org/wiki/Sticky...#39;s_argument
    Je ne suis pas calé à ce point là, mais en prenant ça en considération, la mise à jour de la courbure par une onde gravitationnelle va effectivement être perturbée si l'onde traverse de la matière sur son chemin. J'imagine que l'effet est extrêmement faible, et de plus les autres composantes ("électriques" et "magnétiques"), ne sont pas affectées, donc on est loin de la prétention qu'ont certains, à dire que lors d'une éclipse de Lune, la Lune ne ressent plus l'attraction du Soleil...

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  15. #14
    Nicophil

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    J'imagine que l'effet est extrêmement faible,
    Extrêmement faible à notre échelle, ça c'est sûr, mais la question est de savoir dans quelle mesure l'amplitude de l'onde est amoindrie à chaque fois qu'elle rencontre de la matière (qui absorbe forcément un peu de son énergie, non ?!) et comment alors calculer la distance entre nos détecteurs et la source ?

  16. #15
    shub22

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    La déformation de l'espace-temps via la courbure, c'est la cause des ondes gravitationnelles ? Ou est-ce le contraire, les ondes gravitationnelles auraient-elles pour effet de déformer la courbure ?
    J'avoue que je m'y perds !!
    Hêtre ou ne pas hêtre, tout est des peupliers

  17. #16
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Extrêmement faible à notre échelle, ça c'est sûr, mais la question est de savoir dans quelle mesure l'amplitude de l'onde est amoindrie à chaque fois qu'elle rencontre de la matière (qui absorbe forcément un peu de son énergie, non ?!) et comment alors calculer la distance entre nos détecteurs et la source ?
    A moins qu'un grand spécialiste passe, ou que des publications sur le sujet soit proposées en lien, je propose qu'on arrête là sur ce sujet, sinon on va partir sur de la spéculation gratuite et non souhaitable.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  18. #17
    Nicophil

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par shub22 Voir le message
    déformer la courbure ?
    Modifier la courbure, oui. Anisotropiquement. Les détecteurs ne mesurent pas la courbure mais l'amplitude de son ondulation, de même qu'un détecteur d'onde sonore ne mesure pas la pression absolue mais l'amplitude de la "pression acoustique".

  19. #18
    Calvert

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par Mach3
    A moins qu'un grand spécialiste passe, ou que des publications sur le sujet soit proposées en lien, je propose qu'on arrête là sur ce sujet, sinon on va partir sur de la spéculation gratuite et non souhaitable.
    J'ai trouvé cette publication (version pair-reviewed: Phys. Rev. D 96, 084033 (2017)). Le résumé donne (en gras par moi):

    Citation Envoyé par Baym et al.
    We develop a unified description, via the Boltzmann equation, of damping of gravitational waves by matter, incorporating collisions. We identify two physically distinct damping mechanisms – collisional and Landau damping. We first consider damping in flat spacetime, and then generalize the results to allow for cosmological expansion. In the first regime, maximal collisional damping of a gravitational wave, independent of the details of the collisions in the matter is, as we show, significant only when its wavelength is comparable to the size of the horizon. Thus damping by intergalactic or interstellar matter for all but primordial gravitational radiation can be neglected. Although collisions in matter lead to a shear viscosity, they also act to erase anisotropic stresses, thus suppressing the damping of gravitational waves. Damping of primordial gravitational waves remains possible. We generalize Weinberg’s calculation of gravitational wave damping, now including collisions and particles of finite mass, and interpret the collisionless limit in terms of Landau damping. While Landau damping of gravitational waves cannot occur in flat spacetime, the expansion of the universe allows such damping by spreading the frequency of a gravitational wave of given wavevector.

  20. #19
    Nicophil

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    spéculation gratuite et non souhaitable.
    Les OG, on les observe "directement" depuis quelques années. Quant à notre connaissance des objets compacts, dont certains spéculent qu'ils pourraient être des "trous noirs" au sens plus ou moins rigoureux du terme, cet article permet de mesurer où s'arrêtent nos connaissances un minimum robustes et où commencent toutes les spéculations (souhaitables certes mais assez rapidement gratuites) : http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/20...-de-masse.html

  21. #20
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Merci Calvert, c'est très intéressant.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  22. #21
    mach3

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    ...
    bon, je n'ai pas été compris. Je voulais dire que speculer sur un sujet aussi pointu ici ne sert à rien si il n'y a pas de références fournies, et dans ces cas là, on sait très bien ce qui arrive, on fini rapidement en discussion de salon sans intérêt.

    Quant aux "certains" qui "spéculent" sur les trous noirs, c'est leur job, et ce n'est pas gratuit ni à la portée du premier venu, il y a les données expérimentales à confronter aux prédictions. L'humilité, c'est connu? Ou alors il faut expliquer?

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  23. #22
    Mailou75

    Re : Deux questions sur les trous noirs

    Merci à tous,

    Citation Envoyé par jacknicklaus Voir le message
    Hélas, je ne sais pas trop comment l'expliquer sans mettre les mains dans les équations.
    Déjà fait ici direction de l'attraction j’ai pas encore regardé mais je compte bien le faire un jour... en tout cas c’est un poil hors sujet, du moins compliqué par rapport à la question.
    Trollus vulgaris

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