Le Soleil, une lentille gravitationnelle

[inviteba0a4d6e]

Salut

Si l'on parvenait à envoyer un télescope adapté - servant d'oculaire au foyer - à 550 UA du Soleil (tourné dans sa direction), l'on pourrait utiliser l'astre diurne comme une lentille gravitationnelle... En espérant que l'on puisse stopper sa course au moment opportun...

Mais que pourrait-on - théoriquement - observer précisément des ondes EM provenant de "l'arrière" du Soleil ?

Quel serait le pouvoir de résolution d'un tel télescope (en imaginant qu'il soit conçu afin de "voir" les ondes radio, les micro-ondes, l'infrarouge, le visible, l'ultraviolet, etc...) ?

J'ai lu ici-ou-là que l'on pourrait voir les éventuels continents d'exo-planètes... Jusqu'à quelle distance ? Et avec quels détails ?

Quelles seraient les différences - relatives aux détails - avec les images du ciel (très) profond prises par Hubble par exemple ?

Quels sont justement les calculs permettant de se faire une idée des opportunités optiques offertes par notre étoile ?

Merci...
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[inviteba0a4d6e]

Quelqu'un a-t-il une once d'idée à proposer ?

[f6bes]

Bjr Karma....
La "lentille gravitationnelle" ne fait pas de dinstinction (je me l'imagine ainsi) entre les différentes longeurs d'onde.
Par contre en tant que "télescope" c'est plus tot "cul de bouteille" !!
Seul les objets "volumineux" sont détectables.
Faire petite recherche Google "lentille gravitationnelle" pour plus d'amples détails.
Cordialement

[Gilgamesh]

Tu peux essayer de la calculer la chose

Lentille gravitationnelle



Modèle simple de lentille gravitationnelle : l'observateur perçoit 2 images principales de la source de part et d'autre de la lentille (masse déflectrice). L'angle alpha de déviation vaut 4G.M/(b.c²).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tofix]

Salut,

Il me semble que l'effet de lentille gravitationnelle dû au soleil est ce qui à rendu Einstein célèbre, lors d'une éclipse (je n'ai plus la date en tête). Cette expérience démontrait l'influence de la gravitation sur la lumière.

Kénavo.

[Coincoin]

Pas vraiment. C'est juste la déflexion de la lumière (mesurée par Eddington durant l'éclipse solaire de 1919), pas l'effet de lentille.

[Tofix]

Salut coincoin,

Pas vraiment. C'est juste la déflexion de la lumière (mesurée par Eddington durant l'éclipse solaire de 1919), pas l'effet de lentille.

Ok, mais c'était bien une des prédictions d'Einstein ?
Les deux effets ne sont-ils pas en fait la même chose?

PS: Ce ne sont pas des affirmations déguisées en questions.

[Coincoin]

Oui, oui, c'était une prédiction d'Einstein.

Je saurais pas trop dire la différence entre les deux, donc je me demande si on peut vraiment en faire une. Je pense qu'au fond c'est physiquement la même chose, mais qu'on ne regarde pas les mêmes effets (position VS luminosité, forme).

[inviteba0a4d6e]

Tu peux essayer de la calculer la chose

Lentille gravitationnelle



Modèle simple de lentille gravitationnelle : l'observateur perçoit 2 images principales de la source de part et d'autre de la lentille (masse déflectrice). L'angle alpha de déviation vaut 4G.M/(b.c²).

Merci, mais c'est plutôt le grossissement des images qui me pose problème...

En gros, avec une lentille de 1,9891×10³⁰ kg et une distance de 550 UA, quels seraient les différents grossissements de l'image des astres provenant du côté opposé au Soleil ?

[serge boisse]

En fait ce qui t'intéresse c'est l'idée de construire un télescope à lentille gravitationnelle solaire. En effet la résolutions serait phénoménale. Va voir ici :
http://www.icarusinterstellar.org/bl...tational-lens/

[papy-alain]

Petite question subsidiaire : la déviation d'un photon par un corps massif répond elle aux lois de Kepler au même titre qu'une particule de masse non nulle qui voyagerait à la même vitesse ?

[Deedee81]

Salut,

Petite question subsidiaire : la déviation d'un photon par un corps massif répond elle aux lois de Kepler au même titre qu'une particule de masse non nulle qui voyagerait à la même vitesse ?

Non, la relativité est inévitable ici. Ca implique des corrections aux lois de Kepler (une des plus connues étant l'avance du périhélie).

[Gloubiscrapule]

Les lois de Kepler ne concerne que les orbites, donc inutiles pour les déviations. Par contre tu peux utiliser les lois de newton et la déviation est 2 fois plus petite que celle calculée en RG.

[papy-alain]

Les lois de Kepler ne concerne que les orbites, donc inutiles pour les déviations. Par contre tu peux utiliser les lois de newton et la déviation est 2 fois plus petite que celle calculée en RG.

Effectivement, une orbite elliptique est impossible, vu que le photon ne peut faire varier sa vitesse.
On peut donc imaginer qu'un photon puisse être en orbite circulaire autour d'un trou noir, mais à une distance supérieure que l'orbite circulaire d'une particule massive ?

[Gloubiscrapule]

Oui le photon peut avoir une orbite circulaire autour d'un trou noir, c'est ce qu'on appelle la sphère des photons et en deça de cette distance aucune orbite n'est stable. Donc les particules massives ont forcément des orbites plus grandes (forcément elles vont moins vite que les photons donc doivent être plus loin).

[Deedee81]

On peut donc imaginer qu'un photon puisse être en orbite circulaire autour d'un trou noir, mais à une distance supérieure que l'orbite circulaire d'une particule massive ?

Non, inférieure.

Plus ton orbite est proche de l'astre (terre, planète, étoile, TN) plus la vitesse orbitale est grande.

Difficile d'aller plus vite que la lumière.

Donc c'est la lumière qui a les orbites les plus serrées.

Il y a une dernière orbite stable, à une distance de R/3 de l'horizon si ma mémoire est bonne (R = rayon du TN). (phénomène étrange qui va t'intriguer : sous cette distance, la force centrifuge s'inverse !)

Pour avoir un photon en orbite autour du Soleil, il faudrait qu'il soit en orbite à une distance de l'ordre du km du centre du Soleil. On comprendra tout de suite où est le problème

[papy-alain]

Non, inférieure.

Plus ton orbite est proche de l'astre (terre, planète, étoile, TN) plus la vitesse orbitale est grande.

Difficile d'aller plus vite que la lumière.

Donc c'est la lumière qui a les orbites les plus serrées.

Il y a une dernière orbite stable, à une distance de R/3 de l'horizon si ma mémoire est bonne (R = rayon du TN). (phénomène étrange qui va t'intriguer : sous cette distance, la force centrifuge s'inverse !)

Pour avoir un photon en orbite autour du Soleil, il faudrait qu'il soit en orbite à une distance de l'ordre du km du centre du Soleil. On comprendra tout de suite où est le problème

Oui mais si le photon est moins dévié (de moitié) que la matière par un corps massif, il a donc une orbite plus large, pour autant que l'on compare son orbite théorique à celle d'une particule animée d'une vitesse de, disons, 0,999.c, non ? (ou alors, je n'ai rien compris)

[papy-alain]

...Et, à bien y réfléchir, c'est tout de même curieux qu'une onde électromagnétique subisse une influence gravitationelle égale à la moitié de celle de la matière. Y a-t-il une explication physique à cela ?

[Gloubiscrapule]

Oui mais si le photon est moins dévié (de moitié) que la matière par un corps massif, il a donc une orbite plus large, pour autant que l'on compare son orbite théorique à celle d'une particule animée d'une vitesse de, disons, 0,999.c, non ? (ou alors, je n'ai rien compris)

On a jamais dit que le photon est moins dévié. Ce que j'ai dit c'est qu'on peut calculer la déviation des photons avec Newton, et on trouve qu'elle est moitié moindre que celle calculée en RG (qui est la bonne). Le facteur 2 concerne uniquement la différence Newton/RG, et pas lumière/matière!

[Deedee81]

...Et, à bien y réfléchir, c'est tout de même curieux qu'une onde électromagnétique subisse une influence gravitationelle égale à la moitié de celle de la matière. Y a-t-il une explication physique à cela ?

Il y a quelques confusions là.

La lumière n'a pas une définition égale à la moitié de la matière.

Une particule (disons un grain de poussière) qui se déplacerait à presque 'c' serait déviée exactement comme la lumière.

Quand on dit "la moitié" (le double en fait )) c'est par rapport à Newton, pas par rapport à la matière. La déviation prévue par la relativité est le double de la déviation calculée avec Newton pour des vitesses environ égales à 'c'.

Pour en revenir aux orbites : oui, le photon sera moins dévié qu'un corps massif se déplaçant lentement. Mais ça ne veut pas nécessairement dire "orbite". Si on se situe à une distance telle que ce corps massif est en orbite, un photon au même endroit sera peu dévié et ne sera pas en orbite : il s'échape (trajectoire hyperbolique).

Pour avoir une orbite il faut (dans le langage utilisé) un équilibre entre la vitesse de déplacement et la déviation. Si la vitesse est grande il faut une déviation forte pour que l'objet ne s'échappe pas. A 'c' il faut vraiment être tout près pour avoir une puissante déviation.

[papy-alain]

Ok, compris. Un grand merci à vous deux.

[gammler]

Oui le photon peut avoir une orbite circulaire autour d'un trou noir, c'est ce qu'on appelle la sphère des photons et en deça de cette distance aucune orbite n'est stable. Donc les particules massives ont forcément des orbites plus grandes (forcément elles vont moins vite que les photons donc doivent être plus loin).

Bonjour,
Question subsidiaire: est-ce que cette orbite circulaire correspond à l'horizon du trou noir?

[Gloubiscrapule]

Non cette orbite est 50% plus grande que l'horizon (1.5 fois le rayon de schwarzschild).

En newtonien tu as la vitesse circulaire (sur une orbite) qui est:



Et la vitesse de libération qui est:



Pour les photons ça donnerait la taille du trou noir (rayon de schwarzschild), qui est la distance à laquelle la vitesse de libération est égale à c:



Et ça donnerait pour la plus petite orbite (vitesse c au maximum):



Soit R_m=0.5 R_S.

Mais ceci est fait en utilisant la mécanique classique de Newton, ce qui est faux (pour les trous noirs).

Quand on utilise la relativité générale le résultat donne R_m=1.5 R_S.

[invite03c2e5ba]

Tu peux essayer de la calculer la chose
.... L'angle alpha de déviation vaut 4G.M/(b.c²).

Bonjour,

Pour avoir une idée de l'effet visuel que donne cette équation, le développement géométrique de la trajectoire des rayons lumineux à partir de cette formule ainsi que la création d'images de lentilles gravitationnelles sont présentés à cette adresse http://home.base.be/epm6604b/lentill...ionnelles.html