Trou noir et photon?

[wilox]

Bonjour à vous tous, nouveau sur ce forum (mais lecteur curieux et interessé depuis un moment) j'ai un petit problème de compréhension, peut-être voudrez-vous bien éclairer ma lanterne ? comment un photon sans masse (puisque celui ci représente la valeur limite de C) peut-il être retenu ou absorbé par un trou noir et ne pas en ressortir? Sachant bien que c'est l'espace-temps qui est déformé par la masse du trou noir et que par conséquent le photon va suivre me semble t-il la distance la plus courte, donc la courbure du trou... mais pq celui-ci n'en ressort pas vu qu'il n'a pas de masse?

Merci d'avance pour vos commentaires
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[GillesH38a]

La grande particularité de la gravitation, c'est que l'accélération ne dépend pas de la masse. On peut le vérifier très facilement en faisant tomber un petit caillou et une grosse pierre d'un balcon, apres avoir vérifié soigneusement bien sûr que personne ne passe en-dessous : ils arrivent en meme temps. Même un photon de masse nulle est soumis a l'attraction gravitationnelle, sa trajectoire est courbée par un champ de gravitation. Sa vitesse etant finie egale a c, une acceleration peut changer sa direction.

Quand un photon s'échappe d'un corps massif comme la Terre, sa vitesse ne change pas car elle est toujours egale a c, mais son energie diminue (ca correspond a un decalage en fréquence appelé le décalage gravitationnel, analogue au décalage Doppler mais d'origine différente). Un trou noir correspond à un puits gravitationnel tellement intense que le photon, pour en sortir, devrait avoir a la fin une energie negative.

Il peut paraitre curieux effectivement qu'une particule allant toujours a c ne puisse pas s'echapper ou ressortir : en fait il ne faut pas penser un trou noir comme un objet "statique" : l'intérieur d'un trou noir est en effondrement dynamique vers le centre, avec une vitesse qui dépasse la vitesse de la lumière sous l'horizon. Le photon essayant de sortir est entraîné par l'espace qui s'effondre vers le centre encore plus vite, comme une truite qui essaierait d'echapper aux chutes du Niagara en nageant vers l'amont, mais pas assez vite (elle est belle cette comparaison non?). Dans un cas comme dans l'autre, la chute finale est inévitable (vers une singularité centrale de densité infinie dans le cas du trou noir)

[wilox]

Merci pour ta réponse, cependant j'ai encore du mal avec une notion.
cfr gillesh38 " l'intérieur d'un trou noir est en effondrement dynamique vers le centre, avec une vitesse qui dépasse la vitesse de la lumière sous l'horizon" C n'est elle pas la vitesse absolue ? si oui, est ce que ce ne serait pas l'espace temps qui s'arrête ? Ce qui pourrait aussi expliquer l'immobilisme du photon...

Merci de m'éclairer

[GillesH38a]

c est la vitesse absolue d'une particule matérielle par rapport à une autre. On peut concevoir des "références" immatérielles se déplaçant plus vite que c, par exemple la tache lumineuse d'un phare à une distance > c/omega. Quand je dis que l'espace s'effondre plus vite que la lumière, c'est un peu rapide. Disons que pour rester a une distance fixe du centre, il faudrait en fait voyager vers l'exterieur plus rapidement que la lumiere par rapport a un corps en chute libre, donc meme les photons qui seraient emis vers l'exterieur vont en fait vers le centre. Et ceux émis vers l'intérieur ne peuvent pas "traverser" le centre et ressortir parce qu'ils rencontrent sur leur chemin une singularité de courbure infinie. Et la on ne sait vraiment pas ce qu'ils deviennent.....

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite09c180f9]

Merci pour ta réponse, cependant j'ai encore du mal avec une notion.
cfr gillesh38 " l'intérieur d'un trou noir est en effondrement dynamique vers le centre, avec une vitesse qui dépasse la vitesse de la lumière sous l'horizon" C n'est elle pas la vitesse absolue ? si oui, est ce que ce ne serait pas l'espace temps qui s'arrête ? Ce qui pourrait aussi expliquer l'immobilisme du photon...

Merci de m'éclairer

salut,
bon gillesh a déjà bien présenté les choses, en gros, la courbue de l'espace-temps est telle que le photon ne peut s'échapper!!
De plus, l'immobilisme d'un photon n'existe pas !! Tu ne peux pas "immobiliser" un photon !!

[Garion]

Dans un cas comme dans l'autre, la chute finale est inévitable (vers une singularité centrale de densité infinie dans le cas du trou noir)

D'un autre coté, les équations de la RG nous donnent des infinis au niveau de la singularité, mais dans la réalité, rien ne prouve que cela soit vraiment comme ça.

[wilox]

Merci pour vos éclaircissements, c'est maintenant un peu plus clair pour moi