colles trou noir

[invite6c250b59]

Bonjour,

Dans le dessin ci-dessous, deux trous noirs se rencontrent (les cercles vides représentant leur horizon), avec des vitesses relatives élevées dans des directions opposées (pour simplifier le dessin le deuxième est statique alors que le premier descend de haut en bas). En 1 et 2 on a l'approche, en 3 les deux horizons se pénètrent mais le centre de gravité de chaque trou noir reste hors de l'horizon de l'autre trou noir. Notez la présence de deep_turtle dans un vaisseau spatial symbolisé par le point noir, et que les trous noirs peuvent éventuellement être très massifs donc les effets de marée négligeables aux abords des horizons.

Colle 1: est-ce que le trous noirs fusionnent obligatoirement?

Colle 2: est-ce que deep_turtle finit obligatoirement en pâté de quark?
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[invite6c250b59]

Sondage gracieusement ajouté par deep, à vos avis!

On se rappelle que la masse du trou noir est au centre, et donc qu'en 3 aucun trou noir n'a franchit l'horizon de l'autre

[invite2bab68d1]

Bonjour,


Colle 1: est-ce que le trous noirs fusionnent obligatoirement?

Colle 2: est-ce que deep_turtle finit obligatoirement en pâté de quark?

Bonsoir.

Je me lance...

Sachant qu' à une distance interstellaire (en millions de kilomètres ), un trou noir n’exerce pas plus d’attraction que n’importe quel autre corps de même masse.

Nous savons aussi que relativité générale indique qu’il existerait des configurations dans lesquelles deux trous noirs sont reliés l’un à l’autre. (trou de verre)

Notre ami deep turtle risque de rentrer dans la sphère d'influence la plus puissante d'un des 2 trous noire.
Suivant la masse de ce trou noir, notre ami risque de finir dans son centre et ainsi se transformer en purée
de quark ou de se retrouver sain et sauf a des milliers d'UA (via le trou de verre) mais il serait le seul à le savoir car en raison du théorème de calvitie, il n’est pas possible de déterminer a posteriori ce qui est entré dans le trou noir. Cependant, vue d’un observateur éloigné, l’information n’est jamais complètement détruite puisque la matière tombant dans le trou noir ne disparaît qu’après un temps infiniment long.

Il pourrait cependant survivre a ce piteux destin, si la
distance entre les 2 TN est égale et leur masse aussi.
En gros, si leurs forces s'annulent de part le rapport distance/masse.

De toute manière, je ne fait que spéculer car sa région centrale ne peut être décrite de façon satisfaisante par les théories physiques en leur état du début du XXIe siècle car elle abrite une singularité gravitationnelle. Cette dernière ne peut être décrite que dans le cadre d’une théorie de la gravitation quantique, inconnue à ce jour si je ne m'abuse.

Quand à la dernière question, si l'un des 2 TN a une masse plus importante que l'autre la logique,
(la mienne ) voudrait que le plus fort attire l'autre et ainsi cela expliquerait l'apparition ou la création de TN super massifs ou de masse moyenne.

Et ainsi de suite, car une fois le TN sper massif, il pourrait en absorber d'autres pour devenir un TN hyper massif.* AONC (là j'invente héhé- appellation d'origine non contrôlée)

Bon, bein, j'espère pas avoir était trop ridicule sur ce coup là, mais ceux ne sont que des hypothèses.

Cordialement,
Europa.


La vérité est toujours totalitaire dans la mesure où elle affirme que les choses ne relèvent pas de l'opinion [Michel Houellebecq, entretien avec Catherine Argand, Septembre 1998]

[invite6c250b59]

Bravo pour ton courage Je crois par contre que tu fais erreur sur le "théorème de calvitie" et la disparition de la matière au bout d'un temps infiniment long

Bon je me lance aussi. Ce qui m'a amené à cette question est l'idée que l'horizon n'a physiquement rien de spécial, et que puisque la masse du trou noir est au centre alors on pourrait imaginer aller pêcher deep en utilisant un autre noir.

Après réflexion je ne pense pas que l'idée soit correcte. Scharzschild nous informe que, en unités naturelles, une masse x^1/2 concentrée à l'intérieur d'une sphère de rayon x sera un trou noir. En laissant de côté les considérations dynamiques (ne serait-ce que parce que je n'ai aucune idée de comment aborder le problème ), on peut en inférer qu'une région contenant des trous noirs de masse a^1/2 et b^1/2 (donc avec des horizons de diamètres a et b, respectivement) sera un trou noir si elle est de taille inférieur à a+b+2*a^1/2*b^1/2, c'est à dire avant même que les horizons des tn de tailles a et b se touchent...

...donc fusion et pâté. Mais il parait que Rincevent s'est forcé pour sauver deep. Un canon à énergie négative?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite45f8e17a]

Salut à tous,
j'ai voté la trois je n'ai qu'un seul argument:

j'invoque le principe d'incertidute d'Heisenberg...

[Gilgamesh]

Colle 1: est-ce que le trous noirs fusionnent obligatoirement?

Oui : la zone situé jusqu'à qq rayon de Schwarzschild est instable : en deça on tombe directos, sans orbiter.

Colle 2: est-ce que deep_turtle finit obligatoirement en pâté de quark?

Il est passé sous l'horizon : je vote schprotchz.

a+

[invitefa5fd80c]

Salut Jiav

Quand peut-on commencer à donner la raison de notre choix ?

[invite6c250b59]

Ne te gêne pas, si possible en restant dans le cadre de la méchante science officielle.

[invite2bab68d1]

Bravo pour ton courage Je crois par contre que tu fais erreur sur le "théorème de calvitie" et la disparition de la matière au bout d'un temps infiniment long

Bonsoir Jiav

J'ai longuement pensé à ce problème que tu cites et qui est communénent connu sous le nom du "Paradoxe de l'information"

On pourrait s'étendre pendant des heures sachant que rien n'est figé et que le paradoxe subsiste :

Je cite :

Toutefois en prenant en compte une des théories de la gravité quantique qui suggère qu’il ne peut y avoir qu’une quantité finie et limitée d’entropie associée à l’espace près de l’horizon du trou noir. Cependant la variation de l’entropie de l’horizon plus celle de la radiation Hawking est toujours suffisante pour prendre en compte toute l’entropie de la matière et de l’énergie tombant dans le trou noir.

De nombreuses questions subsistent :

En particulier au niveau quantique, est-ce que l’état quantique de la radiation de Hawking est déterminé de manière unique par l’histoire de ce qui est tombé dans le trou noir ? De même, est-ce que l’histoire de ce qui est tombé est déterminée de manière unique par l’état quantique du trou noir et de sa radiation ? En d’autres termes, est-ce que les trous noirs sont, ou ne sont pas, déterministes ? Cette propriété est bien sûr conservée dans la relativité générale comme dans la physique classique, mais pas dans la mécanique quantique.
Pendant de longues années, Stephen Hawking a maintenu sa position originelle de 1975 voulant que la radiation de Hawking soit entièrement thermique, et donc complètement aléatoire, représentant ainsi une nouvelle source d’information non-déterministe. Cependant, le 21 juillet 2004, il présenta un nouvel argument, allant à l’opposé de sa première position343536. Dans ses nouveaux calculs, l’entropie associée à un trou noir serait effectivement inaccessible à un observateur extérieur. De plus dans l’absence de cette information, il est impossible de relier de manière univoque l’information de la radiation de Hawking (contenue dans ses corrélations internes) à l’état initial du système. Cependant, si le trou noir s’évapore complètement, cette identification univoque peut être faite et l’unitarité est préservée (l’information est donc conservée). Il n’est pas clair que la communauté scientifique spécialisée soit absolument convaincue par les arguments présentés par Hawking37. Mais Hawking lui-même fut suffisamment convaincu pour régler le pari qu’il avait fait en 1997 avec le physicien John Preskill de Caltech, provoquant ainsi un énorme intérêt des médias.
En juillet 2005, l’annonce de Hawking a donné lieu à une publication dans la revue Physical Review38 et fut débattue par la suite au sein de la communauté scientifique sans qu’un consensus net ne se dégage quant à la validité de l’approche proposée par Hawking39,40.

Quoi de neuf depuis 2005 ?
Je n'ai rien trouvé de nouveau depuis...

Cordialement,
Europa.

Les idées vraiment révolutionnaires se propagent d'abord par leur réfutation (Aimé Michel)

[azad]

Bonsoir
De façon candide, je dirais que cà dépend.(non je ne suis pas normand). C'est pourquoi je vote 3. Et je pense que tout dépend de la vitesse relative des deux trous : s'ils passent très vite et que deep_turtle a une corpulence honnête il peut être "contortionné"et "tiraillé" quelques instants, perdre quelques cheveux et malgré tout s' en sortir, avant que de rentrer dans l' un ou l' autre des 2 trous.

[invitefa5fd80c]

Ne te gêne pas, si possible en restant dans le cadre de la méchante science officielle.

Heu...Cela s'adressait à moi spécifiquement ou à tous sans exception. Ce serait important que je sache avant de répondre

[invite6c250b59]

La charte s'adresse bien sur à tout le monde... cela dit les modos sont précisément payés (en gratitude éternelle) pour juger ce qui est ou non hors charte donc pourquoi ne pas essayer et voir? À moins bien sur que tu ais déjà eu des avertissements précis, ce que j'ignore.

De mon point de vue tu essais et au pire c'est hors charte et ça ne fera qu'un petit surcroit de travail de ménage. Ce qui ne me dérange pas du tout. D'autant moins qu'en astrophysique je n'ai aucun droit comme modérateur

[invitefa5fd80c]

Heu...il n'y a pas beaucoup de rapport entre ta réponse et l'insinuation contenue dans :

Ne te gêne pas, si possible en restant dans le cadre de la méchante science officielle.

La science officielle n'est jamais "méchante" et son cadre me convient et m'a toujours convenu parfaitement.

Il ne faut pas confondre le cadre de la science officielle et celui imposé par certains de ses petits fonctionnaires d'une époque donnée

En ce qui concerne la charte, je la respecte autant que le modo que j'ai en face de moi à un instant donné.

Amicalement

[invitefa5fd80c]

Après réflexion je ne pense pas que l'idée soit correcte. Scharzschild nous informe que, en unités naturelles, une masse x^1/2 concentrée à l'intérieur d'une sphère de rayon x sera un trou noir.

Heu...Jiav, ce n'est pas ce que dit la méchante science officielle

Schwarzschild ne dit pas que, en unités naturelles, une masse x^1/2 concentrée à l'intérieur d'une sphère de rayon x sera un trou noir, mais bien qu'une masse x/2 concentrée à l'intérieur d'une sphère de rayon x sera un trou noir.

Dur dur la science des fois

[invite6c250b59]

Heu...Jiav, ce n'est pas ce que dit la méchante science officielle

Ah oui merci. Donc les deux petits trou noirs ne forment un seul seulement quand ils se touchent et pas avant... ça change pas la conclusion mais tu m'évites (de justesse) d'être abattu par un escadron de la mort composé de petits fonctionnaires d'une époque donnée.

[invitefa5fd80c]

...tu m'évites (de justesse) d'être abattu par un escadron de la mort composé de petits fonctionnaires d'une époque donnée.

Y'a pas d'quoi. On est là pour s'entraider

[invitefa5fd80c]

Donc voici pourquoi j'ai voté 3

Pour un observateur extérieur situé à une distance finie de l'horizon d'un trou noir, cela prend un temps infini avant qu'un quelconque objet situé initialement hors du trou noir n'atteigne l'horizon du trou noir.

Ainsi, pour un observateur extérieur, cela prendrait un temps infini avant que les horizons des deux trous noirs ne se rencontrent (plus exactement la matière "agglutinée" juste à l'extérieur de chacun des horizons). Les deux trous noirs étant animés de mouvement en sens opposé, ils devraient donc "entrer en collision" sans que leurs horizons ne se touchent puis s'éloigner l'un de l'autre (tout au moins avec des paramètres de collision convenablement choisis). Donc, pas de fusion obligatoire.

Pour deep_turtle, s'il est au repos dans le système du centre de masse des deux trous noirs, il suffit qu'il soit suffisamment éloigné du point d'approche minimale des deux trous noirs et il en sera quitte pour une bonne frousse. Donc, pas de purée de deep_turtle obligatoire.

Je ne suis pas expert en trous noirs, alors attendons les experts en ce domaine

[invite8915d466]

Ainsi, pour un observateur extérieur, cela prendrait un temps infini avant que les horizons des deux trous noirs ne se rencontrent (plus exactement la matière "agglutinée" juste à l'extérieur de chacun des horizons). Les deux trous noirs étant animés de mouvement en sens opposé, ils devraient donc "entrer en collision" sans que leurs horizons ne se touchent puis s'éloigner l'un de l'autre (tout au moins avec des paramètres de collision convenablement choisis). Donc, pas de fusion obligatoire.

Pour deep_turtle, s'il est au repos dans le système du centre de masse des deux trous noirs, il suffit qu'il soit suffisamment éloigné du point d'approche minimale des deux trous noirs et il en sera quitte pour une bonne frousse. Donc, pas de purée de deep_turtle obligatoire.

Je ne suis pas expert en trous noirs, alors attendons les experts en ce domaine

Popaul, tu raisonnes avec les intuitions de la mécanique classique , ou le mouvement képlerien ne rencontre jamais le centre. En relativité générale, les orbites circulaires deviennent instables en dessous d'un certain rayon (3 Rg pour un trou noir de Schwarzschild), et il y a reellement chute sur le centre si une particule s'approche trop près. Pareil pour les deux trous noirs.

Autre chose : l'horizon n'est bien sur ni une surface solide, ni une "bulle de savon" indéformable. C'est une surface mathématique du genre lumière délimitant des regions de l'espace-temps ne communiquant jamais. Lorsqu'un trou noir se forme a partir d'une coalescence ou d'un effondrement, ce n'est pas seulement l'horizon qui met un temps infini à nous parvenir, mais tout l'intérieur. Ce que nous dessinons comme un trou noir avec un horizon constitué est en fait une commidité de représentation, mais en réalité la formation du trou noir lui meme prend un temps infini pour un observateur extérieur, et il ne "voit" qu'une concentration de masse tendant asymptotiquement vers un trou noir avec un redshift gravitationnel tendant vers l'infini quand le temps tend vers l'infini (un "quasi" trou noir en fait, mais pour toutes les applications pratiques il est indiscernable d'un trou noir !)

Quand deux "quasi " trous noir se rencontrent, une nouvelle surface de lumière se développe en prenant très rapidement une forme sphérique, et forme un gros "quasi trou noir" de masse egale à la somme, mais l'intersection des deux horizons ne veut pas dire grand chose, la nouvelle surface se forme "autour" d'eux, et tout ce qui est aux alentours se retrouve piégé. Dommage pour Deep !

[invitefa5fd80c]

Popaul, tu raisonnes avec les intuitions de la mécanique classique , ou le mouvement képlerien ne rencontre jamais le centre. En relativité générale, les orbites circulaires deviennent instables en dessous d'un certain rayon (3 Rg pour un trou noir de Schwarzschild), et il y a reellement chute sur le centre si une particule s'approche trop près. Pareil pour les deux trous noirs.

Salut Gilles

J'en connais moins que toi en relativité générale (tout au moins pour le traitement mathématique de cas particuliers) et il est probable que tu aies raison, mais quelques remarques et questions tout de même.

Dans l'énoncé du problème, il n'est pas dit qu'il s'agit de deux trous noirs en orbite l'un autour de l'autre mais de deux trous noir se dirigeant l'un vers l'autre dans une collision non-frontale et à des "vitesses élevées": donc ils peuvent ou non être dans un état lié. Étant donné qu'il n'est pas spécifié quelle est leur vitesse, il est permis de supposer qu'ils peuvent aller à une vitesse aussi proche de "c" que l'on veut. Par conséquent, je ne vois pas quelles conclusions l'on peut tirer dans ce cas-ci de l'instabilité des orbites circulaires.

Quand deux "quasi " trous noir se rencontrent, une nouvelle surface de lumière se développe en prenant très rapidement une forme sphérique, et forme un gros "quasi trou noir" de masse egale à la somme, mais l'intersection des deux horizons ne veut pas dire grand chose, la nouvelle surface se forme "autour" d'eux, et tout ce qui est aux alentours se retrouve piégé.

Effectivement j'avais noté que l'intersection des deux horizons n'avait pas vraiment de sens de telle sorte que l'énoncé du problème est auto-contradictoire: les deux trous noirs ne peuvent être hors de l'horizon l'un chacun de celui de l'autre à partir du moment où les deux horizons se touchent, car ils forment alors un seul et même horizon.

Ceci dit, je ne crois pas (mais je peux me tromper) que le cas de deux trous noirs en collision (frontale ou non) à vitesse relative aussi élevée que l'on veut soit traité de façon exacte en RG. Est-ce que je me trompe ou sinon existe-t-il des résultats partiels (théorèmes ou autres) permettant de conclure sans l'ombre d'un doute que deux tels trous noirs vont fusionner ? Si oui lequel (lesquels) ?

[invite2bab68d1]

Bonjour.

N'étant pas un spécialiste en la matière, j'ai entrepris
des recherches concernant un ou des simulateurs de tn
mais aussi des explications imagées qui pourraient nous aider un peu à mieux appréhender ce genre de bestioles.

Quelques liens :

http://pageperso.aol.fr/gestahalman/...stronomie.html

http://www5f.biglobe.ne.jp/~mcs/blackhole.html

http://casa.colorado.edu/%7Eajsh/schw.shtml

On pourrait poser la question à un spécialiste, vous en connaissez ?


Cordialement,
Europa

« La logique n’est pas une fin en soi ni le but ultime de la connaissance, mais le début de la sagesse, une passerelle vers la connaissance ultime. »

« Cependant, si nous découvrons une théorie complète, elle devrait un jour être compréhensible dans ses grandes lignes par tout le monde, et non par une Poignée de scientifiques. Alors, nous tous, philosophes, scientifiques et même gens de la rue, serons capables de prendre part à la discussion sur la question de savoir pourquoi l'univers et nous existons. Si nous trouvons la réponse à cette question, ce sera le triomphe ultime de la raison humaine - à ce moment, nous connaîtrons la pensée de Dieu. »
Stephen Hawking, « Une Brève Histoire du Temps », 1988.

[invite8915d466]

Non tu as raison, on n'a aucune solution exacte du probleme, juste des theorèmes généraux du genre de Penrose-Hawking. Je veux juste attirer l'attention sur le fait que raisonner comme si les trous noirs etait des bulles indéformables n'est pas correct.

Pour la vitesse, c'est un problème de moment cinétique : il existe effectivement un moment cinétique total au dessus duquel on n'a pas de trou noir possible (Jmax = GM^2/c). Si le moment cinétique total des trous noirs dépasse cette valeur, probablement ils echapperont à la coalescence, enfin je suppose... mais si les horizons se rencontrent "virtuellement", je pense qu'on est toujours à J<Jmax meme pour v->c.
Cordialement

Gilles

[invitefa5fd80c]

Pour la vitesse, c'est un problème de moment cinétique : il existe effectivement un moment cinétique total au dessus duquel on n'a pas de trou noir possible (Jmax = GM^2/c).

Ah oui ! Merci je ne connaissais pas cette propriété.

Si le moment cinétique total des trous noirs dépasse cette valeur, probablement ils echapperont à la coalescence, enfin je suppose... mais si les horizons se rencontrent "virtuellement", je pense qu'on est toujours à J<Jmax meme pour v->c.

Mais le moment cinétique étant le produit vectoriel du rayon vecteur r par l'impulsion p et que p n'est pas limité (sauf par l'énergie disponible dans l'univers) alors, pour un paramètre d'impact donné, il ne peut y avoir de limite au moment cinétique. À moins que quelque chose ne m'échappe ?

Amicalement

[invitefa5fd80c]

Après réflexion, compte tenu de ce moment cinétique maximum d'un trou noir, j'en suis maintenant convaincu, la fusion n'est pas obligatoire.

Et donc, quant à deep_turtle, il ne sera pas obligatoirement réduit en pâté de quark

[invite8915d466]

hum, si ils vont à une vitesse relative proche de celle de la lumière, il y a des effets relativistes à prendre en compte, 'horizon ne doit plus avoir la même forme, la masse doit aussi prendre en compte l'énergie cinétique... mais il me semble qu'il y a des problèmes théoriques ardus pour décrire un système de deux trous noirs en mouvement l'un par rapport à l'autre, la RG n'est pas encore bien comprise fondamentalement en fait!

[invitea29d1598]

mais il me semble qu'il y a des problèmes théoriques ardus pour décrire un système de deux trous noirs en mouvement l'un par rapport à l'autre, la RG n'est pas encore bien comprise fondamentalement en fait!

les problèmes principaux sont:

- y'a plusieurs notions d'horizon d'un trou noir. Pour un trou noir isolé sans rotation, toutes sont confondues donc c'est simple. Dès que l'on parle de truc non statique, c'est différent. Une illustration assez bonne et simple est la métrique de Vaidya (cf aussi la métrique de Kerr pour les différents types même si Vaidya illustre mieux l'aspect non-local de l'horizon des événements et donc les potentiels problèmes avec les raisonnements intuitifs usuels)

- pour la dynamique, la notion de "surface piégée" est importante, ce type de truc menant à l'apparition d'un horizon (par exemple dans le cas de 2 trous noirs qui se rencontrent la dynamique n'est pas juste celle de deux bulles, même déformées, qui fusionnent)

- dès que l'interaction gravitationnelle est importante, on ne peut pas parler des deux trous noirs comme de deux objets séparés sans risque de se tromper intuitivement

- l'étude de ce genre de problèmes (coalescence de binaires de trous noirs) passe par la "relativité numérique" car on a pas de solution analytique qui s'obtient pas trop difficilement

- quand on résoud numériquement des équations, on peut pas se contenter de mettre naïvement les équations directement dans l'ordi: faut formuler le problème de manière "stable" et "propre"... des tonnes de pbs surgissent...

Une description récente de l'état des lieux:
http://www.phys.lsu.edu/mog/mog27/node11.html

Pour résumer, des progrès importants ont été faits depuis quelques années, cf par exemple ce talk:
http://numrel.aei.mpg.de/nfnr/talks/pretorius.pdf

par ailleurs, les théorèmes liés à la thermodynamique des trous noirs (croissance de l'aire par exemple) ont été généralisés récemment à la dynamique. Voir par exemple:
http://online.itp.ucsb.edu/online/gravity_c99/hayward/

[invitea29d1598]

sur le spin, voir aussi:

http://www.rssd.esa.int/SP/SP/docs/L...LI-5thLISA.pdf

[invite74fde144]

Les deux trous noirs ne sont pas obligés de fusioner, ils peuvent tourné l'un autour de l'autre en créant une énorme déformation de l'espace temp, des "vagues de champ gravitationnelles" semblables à des ronds dans l'eau, s'écarteront des trous noirs en rotation et Deep representé par le point noir sur la feuille se retrouvera completement disloqué, puis aspiré.

[invite6c250b59]

Sorry j'avais pas vu les nouvelles réponses. Merci à tous pour les liens et les commentaires. C'est fascinant que la réponse, de ce que j'en comprend, ne soit pas forcément "pâté de deep" comme le pense intuitivement la majorité de nos physiciens.

Une dernière @Rincevent: est-ce que ton vote "deep sauvable" est à cause (grace ) à la possibilité évoquée par Popol de vitesses relatives élevées ou même dans le cas de tn liés tu penses qu'il y a moyen de moyenner?

[invitefa5fd80c]

Une dernière @Rincevent: est-ce que ton vote "deep sauvable" est à cause (grace ) à la possibilité évoquée par Popol de vitesses relatives élevées ou même dans le cas de tn liés tu penses qu'il y a moyen de moyenner?

Salut Jiav

Ce n'est pas à cause des vitesses relatives élevées que je disais que deep_turtle était sauvable mais à cause de la raison que je donnais dans le post #17 :

Pour deep_turtle, s'il est au repos dans le système du centre de masse des deux trous noirs, il suffit qu'il soit suffisamment éloigné du point d'approche minimale des deux trous noirs et il en sera quitte pour une bonne frousse. Donc, pas de purée de deep_turtle obligatoire.

Mais bon, attendons Rincevent pour savoir ce qui en est car je ne suis nullement expert en ce domaine.

Amicalement