Ma propre explication d'un trou noir

[invite363ce3cd]

Trou noir et Singularite finale.

D'apres ce que j'en sait, le trou noir c'est une tres grande masse dans un tout petit volume. On a donc ici une densite enorme, locale, qui deforme l'espace temps, donc la metrique si j'ai bien tout compri.
J'ai plusieurs questions a cause de ca:

La densite est-elle si forte que la matiere et la lumiere sont agglomerees au centre du trou noir (energie pure) ou bien est -ce parce que la metrique se deforme que les photons n'ont plus "l'espace et le temps" necessaire pour sortir de l'horizon du trou noir ?

je reformule, c'est parce que la metrique grandi trop vite au centre du trou noir et que les photons ne sont pas assez rapides pour s'echapper ?

Dans ce cas quel est le seuil "critique" de densite necessaire pour ca ?
-----

[deep_turtle]

D'apres ce que j'en sait, le trou noir c'est une tres grande masse dans un tout petit volume. On a donc ici une densite enorme

non pas nécessairement. Plus ils sont gros moins ils sont denses et tu peux avoir un trou noir dont la densité (dans le sens masse/taille occupée) est plus faible que celle de l'air, s'il est assez massif.

La densite est-elle si forte que la matiere et la lumiere sont agglomerees au centre du trou noir (energie pure) ou bien est -ce parce que la metrique se deforme que les photons n'ont plus "l'espace et le temps" necessaire pour sortir de l'horizon du trou noir ?

Disons que l'espace-temps est déformé si bien qu'à partir d'une certaine limite, les trajectoires possibles (géodésiques) qui partent du trou noir se rebouclent sur le trou noir.

[invite2d3d9d53]

Bonsoir,

J'ais l'impression que quelque chose m'échape ...
J'ais lu quelque part que si le rayon de la terre etait de seulement 9mm alors la terre serais un trou noir. Je voudrais savoir tout d abord si cela est exact, et dans le cas ou ca le serais, comment ne serais-ce pas lier a la densité ? .

[deep_turtle]

oui, un trou noir de la masse de la Terre serait minuscule et très dense. Un trou noir de la masse du soleil serait moins minuscule et moins dense. Certes il serait plus lourd mais il serait aussi plus grand, le second aspect l'emportant quand on calcule la densité : la "taille" R du trou noir est proportionnelle à la masse M, si bien que la densité, proportionnelle à M/R³ est proportionnelle à 1/M², ou à 1/R² si tu préfères.

Un trou noir de la masse du soleil serait 300 000 fois plus massif qu'un trou noir de la masse de la Terre, le premier serait donc aussi 30 milliards (le premier nombre au carré) de fois moins dense

[deep_turtle]

fausse manip, message à supprimer...

[invite2d3d9d53]

Ok j'ais saisi, je te remercie deep_turtle pour ton eclairssisement.
On peut donc definir un trou noir comme etant un objet qui aurait un rayon égale a son rayon de Schwartzchild quelque soit sa taille, ou bien je suis encore a coté de la plaque ?

[Fildomen]

http://www.futura-sciences.com/sinformer/n/news4118.php

[invite363ce3cd]

non pas nécessairement. Plus ils sont gros moins ils sont denses et tu peux avoir un trou noir dont la densité (dans le sens masse/taille occupée) est plus faible que celle de l'air, s'il est assez massif..

La tu me perds, si la densite est si faible, comment se fait-il que l'espace temps soit deformé au point que les photons n'en sortent plus ?

Disons que l'espace-temps est déformé si bien qu'à partir d'une certaine limite, les trajectoires possibles (géodésiques) qui partent du trou noir se rebouclent sur le trou noir.

Il existe donc bien un seuil de densite "critique" au dela duquel
la deformation de la metrique empeche les photons de sortir?
Tu me dis que le seul de densite critique est plus faible encore que celui de l'air ? Pourtant je crois bien que les photons arrivent a s'extraire de notre atmosphere, non ?

[droupi]

La force gravitationnelle est proportionnelle à la masse, pas la densité.
Le "rayon du trou noir" (point de non-retour) est simplement proportionnel à la masse du trou noir, et la densité inversement au cube du rayon, donc plus le trou est grand, moins il est dense (en moyenne). C'est mathématique (!). Ce qui n'empêche que sa masse est énorme.
Prenons le cas de la Terre et du soleil. La densité moyenne de la Terre est de 5,5, celle du soleil 1,4 ! (chiffres pris au pif après une recherche) Et pourtant la vitesse de libération à la surface du soleil est bien plus importante qu'à la surface de la Terre.
Le problème dans le cas du trou noir est qu'il faut sans doute éviter de penser ou d'imaginer ce qui se passe à l'intérieur du trou noir, au-delà de son horizon.

[Mash]

En fait pour moi un trou noir, c'est supposé d'être seulement un astre qui a accumulé une masse assé grande pour avoir une gravité qui attire tout et qui est trop grande pour que même la lumière puisse en sortir. En fait je crois que il a été démontrer que la gravité influençait la lumière et la fesait courber. Il y a certaines étoiles double ou même quadruple qui résulte de cette courbure qui crée plusieurs images du même objets. Donc si je comprend bien tout ce que vous avez dit, une certaine masse X critique ferait d'un astre un trou noir. Il pourrait être grand comme une galaxie et avoir une densité très faible (mais au total il a une masse assé grande pour être un trou noir) au contraire, un trou noir peut avoir la taille d'une tête d'éguille et avoir une densité énorme et avoir la même masse que le trou noir gros comme une galaxie. Donc dans un trou noir, la matière est attiré et reçoivent une si grande pression que les atomes se désintègre donc en fait le noyau du trou noir serait une soupe de quarks (ou quelque chose de plus petit encore) très très très rapproché. Le vide entre chaques particules est beaucoup plus petit que normalement. En fait selon moi la singularité du trou noir est utilisé simplement parce que la grandeur de cette zone est tellement petite que nous ne parvenons pas à l'imaginer. L'utilisation de l'infini dans beaucoup de choses me semble exagéré, mais c'est un autre sujet.

[invitec3f4db3a]

J'ai lu quelque part que le trou noir etait un efondrement de l'espace temps , ainsi , si on est prisonier du trou noir , on est en quelque sorte prisonié du temps . ( Ce qui semble s'accorder avec le fait que le temps propre s'allonge avec la gravité
je dis des bêtises ?

[mtheory]

Bonsoir tout le monde.
Je crois qu'il y a une légère confusion mais n'ayant pas lu, de loin, tous les messages précédent j'éspère ne pas faire trop de hors sujet ou redire des choses déjà exprimées.

Sauf si les résultats de Mathur sont correctes parler de densité d'un trou noir n'as pas de sens si ce n'est cum grano salis comme l'a fait deep turtle.

En effet une fois passé l'horizons des événements
la RG classique est formelle toute matière se trouve comprimée en un point de volume nul,la densité y est infinie!
Lorsque l'on parle de trou noir de la densité de l'air on invoque en fait un ancient argument des années 60 ,remontant à W.Fowler l'un des pères de la nucléosynthèse stellaire avec F.Hoyle.
Les gens de l'époque pensaient majoritairement que même si les solutions de type trou noir étaient irréprochables et que donc toutes les étoiles de masse supérieur à la masse de Chandrasekhar (1.44 masse sol) ayant épuisé sont carburant nucléaire devaient bien imploser en un tel trou noir, en pratique les explosions de type supernovae ou les pertes de masse dut aux instabilitées des étoiles en fin de vie devaient TOUJOURS faire passer le résidu final en dessous de la masse de Chandra.

Donc y jamais de trou noir car les conditions de leur formation ne seraient jamais réunies.

Si l'on imagine un nuage de gaz de plusieurs milliards de masse solaire se contractant sans ce fragmenter (pas évident selon Sir Jean) alors on voit que s'il atteint la densité de l'air il pénètre sous son rayon de Schwarzschild de façon "douce" et un trou noir se forme.C'est beaucoup plus difficile à éviter que dans les cas précédent et c'était une des clés pour expliquer les red shifts des quasars à l'époque sans invoquer une grande distance cosmologique(je préciserai si on me demande).Toutefois une fois cela fait tout le nuage se concentre en un point à l'intèrieur et donc encore une fois la densité est infinie.


Maintenant le rapport entre densité et force de gravitation est le suivant.
Si le soleil s'effondrai en trou noir subitement et complétement(collapse sphérique parfait et instantané ) AUCUNE des orbites des planètes du soleil ne serait affecté,s'il devenait un étoile à neutron ce serait pareil.Dans ce cas le diamétre passe de 1 millions de km environ à 10/20 km .Au dela des 1M de km rien ne change,
toutefois dans la région intermédiaire entre la surface de l'étoile à neutrons et cette sphére la gravitation est plus forte que celle qui régnait dans les zones occupées autrefois par le soleil puisque la masse initiale est plus "concentrée",le changement ne ce fait donc sentire que dans cette zone et l'intèrieur de l'étoile.
Effectivement le critère exacte pour la formation d'un trou noir c'est que la masse M de matière soit comprimé sous son rayon de SCw r_s =2GM/c².
Pour finir l'accélération DE MAREE à la surface d'un trou noir
est donné en gros par 10⁹ g (M/M_sol )^-2 donc si M>10⁴ M_sol un astroaute traversant l'horizons d'un telle trou noir ne sentirai pas grand chose de grave alors que la terre(sous son r_s ) à bout de bras exercerait une force de marée énorme.


Voila si j'ai pas dit trop de con...

PS:désol por l'orth

[droupi]

Mais non, c'est très bien résumé tout ça. Il vaut mieux sans doute (comme c'est le cas historiquement), pour mieux comprendre les trous noirs, les expliquer à travers leur processus de formation comme ci-dessus, et ensuite faire des extrapolations ou des analogies comme pour la densité, qui, si elle peut être défini en moyenne pour en trou noir, est plus difficle à expliquer à l'intérieur du trou noir.

[enderalartic]

moi g du mal avec la notion de densite infinie, bon le probleme c est que ca a l'air d etre acquis pour tout le monde alors je dois sans doute avoir tort mais il n y a pas une limte basse de la taille particule?, un trou noir n est pas une particule mais bon peut il avoir des dimensions inferieures?

[droupi]

Il est intéressant de noter que la notion d'infini n'est admise en physique qu'avec la relativité. Rassure-toi, enderalartic, tu n'es pas le seul à avoir des problèmes avec les infinis physiques. Personnellement je ne comprends pas pourquoi cette notion serait évidente en physique rien que pour la relativité. Pour moi, cela ne montre qu'une seule chose, que la théorie est incomplète et ne permet pas de décrire la gravitation à de échelles très petites. C'est d'ailleurs bien pour cela que l'on essaye de quantifier la relativité générale à travers une théorie du "Tout".
Quant à l'intérieur d'un trou noir, que peut-on en dire sans une théorie adéquate ? Pas grand chose. On en arrive alors fatalement à cette singularité, en attendant quelque chose d'autre pour mieux décrire les trous noirs et la gravitation en général.
Et en effet, on peut imaginer que la matière ne peut se condenser que jusqu'à une certaine limite non nulle, par exemple la taille d'une corde.

[invite363ce3cd]

Merci pour ces explications, je ne comprenais pas parce que je parlais moi de la densite au coeur du trou noir, et pas de densite "moyenne"...

Tout est tres clair pour moi, TY all !

[Gaétan]

Il pourrait être grand comme une galaxie et avoir une densité très faible (mais au total il a une masse assé grande pour être un trou noir) au contraire, un trou noir peut avoir la taille d'une tête d'éguille et avoir une densité énorme et avoir la même masse que le trou noir gros comme une galaxie.

Non justement. Pour une masse donnée, il n'existe qu'un seul rayon possible pour avoir un trou noir, ni plus grand, ni plus petit. Et pour une masse donnée, il n'y a également qu'une seule densité pour le trou noir. Les rayon et densité des trous noirs respectent les équations suivantes (si on considère les trous noirs comme étant sphériques),



et



Le rayon, la masse et la densité ne sont évidement pas indépendants les uns des autres, vu que

(si la densité est constante)

Il est clair que, pour une masse fixée, il existe un rayon critique et une densité critique, mais pour une autre masse, ce seront d'autres valeurs critiques.

[Gaétan]

Un trou noir n'est pas un état de la matière. D'ailleurs, la relativité générale ne s'inquiète pas de l'état de la matière, elle décrit l'espace-temps à partir de la masse qu'il contient mais indépendament de ça forme. Le trou noir est une région de l'espac-temps avec laquelle on ne peut pas échanger d'information. Le problème pour la matière, ce n'est pas le fait d'être à l'intérieur du trou noir, mais de s'approcher de son centre.
Dès lors, il n'y a rien de choquant de parler de singularité ou de densité infinie en RG, vu que son but n'est pas de décrir la densité de la matière. Si on veut décrir cette matière, il faut effectivement recourrir à autre chose, comme essaye de le faire la théorie des cordes. Il faut une théorie quantique, qui, elle, décrit les états possibles de la matière, et qui tienne compte de la gravitation.

[enderalartic]

. Le trou noir est une région de l'espac-temps avec laquelle on ne peut pas échanger d'information. Le problème pour la matière, ce n'est pas le fait d'être à l'intérieur du trou noir, mais de s'approcher de son centre.

euh qu appelles tu echange d information? quand au rayon dont tu parles ce n est que le (je ne me rappelle plus du terme erf ) rayon exterieur ? non?

[Gaétan]

Quand je parle d'informations, je parle de quelque chose qui pourrait avoir des conséquences dans notre référentiel. La causalité est à sens unique au passage de l'horizon des événements. Les événements intérieurs au trou noir sont sensibles à ce qui se passe à l'extérieur, mais ces derniers ne savent en aucun cas influencer les énénements extérieurs.
Et le rayon dont je parle est effectivement le rayon extérieur. C'est le rayon de la "sphère d'ombre" avec laquelle il est impossible de communiquer. C'est une déformation de l'espace-temps, mais ce n'est pas un astre à proprement parlé, même si la présence d'un astre est nécessaire.
Ce qui est à l'intérieur du trou noir n'est pas le trou noir. Le rayon d'une étoile en effondrement diminue de plus en plus vers la singularité centrale, en dessus du rayon de Schwarzschild, mais le trou noir est un trou noir à partir de ce rayon, peu importe le contenu.
Je sais pas si c'est plus clair. J'espère.

[enderalartic]

sur l information je ne capte jamais pourquoi en physique la gravité est négligée (ce n est peut etre pas le bon terme mais oublie est inexact aussi en tout cas je n en comprends pas la cause) par sa gravite il influe sur le reste de l univers pour le rayon meme chose, mais j ai peut etre du mal a aprehender la vraie nature de la gravité

[Gaétan]

J'ai pas bien compris ce que tu comprends pas.
Linformation, c'est quelque chose qui peut influer sur autre chose, mais si ça te dérange, tu peux raisonner avec de la lumière uniquement, vu qu'aucune forme d'information n'est plus rapide.
Mais je comprend pas trop ce que tu veux dire.

[enderalartic]

je ne peux justement pas raisonner avec la lumiere car l information portee par la lumiere ne s echappe pas du trou noir a la difference de l information gravitique

[invite13949852]

:: désolé de mes fautes de français ::
heu lol je ne suis pas un expert en trou noir mais j'aime bien les dessins et voir les choses avec des mot simples .
pour un trou noir en tout les cas voir un peu quel forme il peu avoir
je propose que l'on imagine un verre d'eau et au centre ou au millieu de ce verre d'eau une bille qui tourne a grande vitesse . et alors qu'est ce qu'on observe ?

si on par du principe qu'un trou noir absorbe tou il y a peu étre un noyau a un certain moment ?
ce noyau a une rotation inévitablement ....
tout comme la bille dans le verre d'eau .

[invite13949852]

:: désolé il est tard ... je corrige le charabia ::

heu lol je ne suis pas un expert en trou noir mais j'aime bien les dessins et voir les choses avec des mot simples .
pour un trou noir en tout les cas , on peu voir simplement quel forme il peu avoir
je propose que l'on imagine un verre d'eau et au centre ou au millieu de ce verre d'eau une bille qui tourne a grande vitesse . et alors qu'est ce qu'on observe ?

et entre les deux pôle de la bille que ce passe t'il ?

si on par du principe qu'un trou noir absorbe tou il y a peu étre un noyau a un certain moment ?
ce noyau a une rotation inévitablement ....
tout comme la bille dans le verre d'eau .

je pense qu'il y a beacoup de similitude entre la simulation de la bille et un vortex de trou noir .

[invite7fb56a46]

je ne peux justement pas raisonner avec la lumiere car l information portee par la lumiere ne s echappe pas du trou noir a la difference de l information gravitique

un lien : http://spoirier.lautre.net/vulgaris.htm

[invite09dbcc08]

Avez-vous lu cet article:

http://www.nature.com/news/2005/0503.../050328-8.html

Est-ce que le trou noire existe vraiment??

[Rincevent]

Avez-vous lu cet article:

http://www.nature.com/news/2005/0503.../050328-8.html

c'est un truc très beaucoup hautement spéculatif et à ta place je ne perdrais pas trop de temps sur ça...

l'auteur fait tout un tas d'hypothèses qu'il ne justifie que par des convictions personnelles et/ou des analogies subjectives et qui sont très loin d'être partagées par la communauté physicienne. Sans parler des affirmations fausses (faites dans le preprint sur arxiv sur lequel repose la news) comme "near the event classical general relativity breaks down". C'est une affirmation gratuite et erronée de sa part car la théorie n'a pas de problème pour ça. Les problèmes surgissent pour la singularité centrale.

Est-ce que le trou noire existe vraiment??

les preuves observationnelles sont désormais très très nombreuses et il devient chaque jour de plus en plus difficile de douter de leur existence...

[BioBen]

les preuves observationnelles sont désormais très très nombreuses et il devient chaque jour de plus en plus difficile de douter de leur existence...

D'ailleurs on ne devrait pas tarder à en créer en laboratoire...(des petits)

[invite0993bdfb]

salut,

D'ailleurs on ne devrait pas tarder à en créer en laboratoire...(des petits)

C'est vrai, j'ai entendu parler de ça. Mais j'ai aussi cru entendre que les trous noirs grossisent ( c'est à vérifier). Et si ces petits trous noirs devenaient gros. Ce ne serrait pas dangereux pour la Terre ?