Singularité des trous noirs

[inviteefca5e50]

Bonjour à tous,

Si on prend un trou noir qui n'est pas en rotation, la singularité est un point.
Maintenant si on en prend un qui tourne, la singularité devient un anneau il me semble. Pourquoi ?
Ensuite, cela permet de passer à travers la singularité, d'où l'hypothèse des trous de vers accessibles. Mais, si je n'ai pas dit n'importe quoi, je ne vois pas pourquoi on pourrait éviter la singularité finale, car si on passe dans l'anneau, on doit normalement rester dans le trou noir, non ?
Je ne sais pas si j'ai été très clair mais j'espère quand même que vous avez compris mes 2 questions.

Merci !
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[Seirios]

Bonjour,

Ensuite, cela permet de passer à travers la singularité, d'où l'hypothèse des trous de vers accessibles. Mais, si je n'ai pas dit n'importe quoi, je ne vois pas pourquoi on pourrait éviter la singularité finale, car si on passe dans l'anneau, on doit normalement rester dans le trou noir, non ?

Théoriquement, la singularité, si on l'approche directement vers le centre de l'anneau, devient répulsive, d'où une impossibilité de la traverser.

[inviteefca5e50]

Oui tu as raison, la singularité devient répulsive. Au fait je me suis mal expliqué, on ne passe pas au travers de la singularité, justement on l'évite. Je te remercie.
Par contre, cela ,ne répond pas à ma première question, ni à la 2e puisque j'ai dit une bêtise.
Pourquoi la singularité d'un trou noir en rotation est un anneau ?
Comment peut-on passer dans un trou de vers en évitant la singularité, puisque jusqu'à maintenant je croyais que le trou blanc se trouvait de l'autre côté de la singularité ?

Merci à tous !

[invitea29d1598]

salut,

Si on prend un trou noir qui n'est pas en rotation, la singularité est un point.

bah en fait, non...

on parle tout le temps de singularité centrale, de la singularité au centre d'un trou noir de Schwarzschild, etc, mais en fait, la singularité est un "moment", pas un "lieu"... en termes techniques, r=0 est du genre temps, pas du genre espace... autrement dit, il est plus correct de se représenter la singularité d'un trou noir sans rotation comme un truc ayant lieu d'un seul coup partout à l'intérieur du trou noir qu'un truc situé en son centre. Cette représentation reste elle aussi critiquable en raison de difficultés propres à la RG, mais au moins la nature "temporelle" de la singularité y est.

Maintenant si on en prend un qui tourne, la singularité devient un anneau il me semble. Pourquoi ?

pourquoi pas ?

plus sérieusement, les singularités ne sont pas des trucs sur lesquels on peut réfléchir comme des "objets physiques normaux"... si la singularité de Schwarzschild était vraiment un point, on pourrait se dire que l'anneau en question est obtenu par "écartèlement" du point par la force centrifuge. Ça serait pas "l'explication", mais l'idée est grossièrement qu'un point est associé à une symétrie sphérique (que ne possède pas le trou noir de Kerr) alors qu'un anneau admet une direction privilégiée (cette de son axe) que possède le trou noir en rotation... par raison de symétrie un trou noir de Kerr ne peut donc pas avoir une singularité ponctuelle qui serait trop symétrique (ceci n'est pas une justification, juste un pseudo-argument avec les mains).

Ensuite, cela permet de passer à travers la singularité, d'où l'hypothèse des trous de vers accessibles.

la région à l'intérieur de l'horizon interne (le trou noir de Kerr en possède deux) n'est pas prise très au sérieux par les physiciens car elle a des propriétés exotiques dérangeantes (trajectoires qui remontent le temps, etc), et en plus n'est probablement pas physique (cf. ce que je vais dire après).

Mais, si je n'ai pas dit n'importe quoi, je ne vois pas pourquoi on pourrait éviter la singularité finale, car si on passe dans l'anneau, on doit normalement rester dans le trou noir, non ?

bah en fait, si on oublie le problème des trajectoires qui remontent le temps, une fois qu'on passe "à l'intérieur de la singularité", on se retrouve dans une autre région d'extension infinie dans laquelle le trou noir à plutôt une tête de trou blanc... c'est un truc très contre-intuitif, mais en RG une surface finie peut séparer des zones de volumes infinies... de façon très très imagée, le passage au travers la singularité te mène dans un autre univers, la surface délimitée par la singularité en anneau étant la "surface de contact" entre les deux univers.

après faut pas prendre tout ça trop au sérieux pour le monde réel : la plupart des propriétés du trou noir de Kerr découlent de ses symétries multiples, en particulier le fait qu'il représente un objet éternel et ayant toujours existé. Un véritable trou noir né de l'effondrement d'une étoile ne possèdera pas un tel niveau de symétrie (il était une étoile avant d'être trou noir) et aura probablement des propriétés moins exotiques.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteefca5e50]

Ok, je te remercie, je ne pense pas que j'ai d'autres questions.

A+

[ordage]

Bonjour,



Théoriquement, la singularité, si on l'approche directement vers le centre de l'anneau, devient répulsive, d'où une impossibilité de la traverser.

Si on approche d'un TN de Kerr par l'axe de "rotation" , pour approcher de la singularité en anneau il faut commencer par traverser l'horizon externe (pas trop de problème avec les effets de marée si le TN est hypermassif) et ensuite l'horizon interne (à supposer qu'il existe vraiment, les études récentes tendent à montrer que sa formation est problématique car elle supposerait une symétrie parfaite).
Mais supposons qu'on ait traversé cela, à courte distance l'effet répulsif de la singularité devient dominant mais il n'est pas du tout impossible de la traverser.

Il faut par contre avoir une énergie "cinétique "considérable.

Autrement dit, si on se laisse tomber en chute libre depuis l'infini (en pratique, à bonne distance du TN) sans vitesse initiale, effectivement on est repoussé avant d'atteindre le centre de l'anneau, mais si on part avec une vitesse initiale non nulle au dessus d'une certaine valeur ( il faut franchir une barrière de potentiel élevée mais pas infinie) on peut traverser l'anneau et se retrouver dans l'anti univers où la phénoménologie est alors inversée.

[Seirios]

Une petite question sur une phrase que j'ai trouvée sur un site :

La singularité elle-même possède la forme d'un anneau. De plus, si on l'approche autrement que par son équateur, elle est répulsive. Ceci peut paraître surprenant, mais c'est le résultat des équations de la métrique de Kerr.
Il devient donc théoriquement possible de quitter le trou noir. Mais ce serait pour se retrouver soit dans ce qu'on nomme "l'espace négatif" en traversant la singularité, soit dans un autre univers.
Quelle est la signification physique d'un "univers négatif"? C'est une question sans réponse précise à l'heure actuelle.

Qu'est-ce qui est avéré dans ce qui est dit ?

[ordage]

Une petite question sur une phrase que j'ai trouvée sur un site :



Qu'est-ce qui est avéré dans ce qui est dit ?

Cela dépend ce que tu appelles "avéré". Personne n'a été vérifier (en tout cas n'est revenu raconter ce que tu cites).

Quant aux vérification indirectes comme cet anti univers est derrière les horizons du TN, il n'y rien qui filtre.
Mais la solution mathématique exacte (de Kerr) pour un TN en rotation prévoit tout ce que tu as cité et même pire puisque dans l'anti univers B. Carter a montré qu'il y avait une machine temporelle (on peut remonter le temps).
On parle d'anti univers parceque la phénoménologie est (presque) symetrique (comme de l'autre côté d'un miroir).
En fait cela correspond à r <0 dans les équations, ce qui est possible car dans cette solution r =0 est un disque dont seule la circonférence est singulière (r =0 et Théta = pi/2), on peut donc passer par r = 0 (avec théta différent de pi/2) sans heurter la singularité.
Exemple de symétrie à grande distance de la singularité (pour r<0) au lieu d'avoir une gravitation attractive elle est répulsive.

[invite4bab74ee]

connait on la taille maximun d'un trou noir ?

[Deedee81]

connait on la taille maximun d'un trou noir ?

Salut,

A priori, il n'y a pas de taille maximale.

[invite09c180f9]

connait on la taille maximun d'un trou noir ?

Bonjour,

par définition il n'y a pas de limite maximale à un TN. Toute matière réduite à son rayon de Schwarzschild, ou atteignant une masse critique (mais les deux notions sont bien évidemment liées), devient un TN.

[invite7af3fa3c]

En bonus, une nouvelle question au sujet de la singularité :

Est-ce que c'est la singularité du trou noir qui émet son champ gravitationnel ? J'ai cru comprendre que ce ne serait pas le cas, et que le champ gravitationnel serait plutôt celui de la matière qui s'effondre vers l'horizon. Mais, cette idée me pose problème : lorsqu'une étoile s'éffondre en trou noir, sa masse et sa gravité devraient se concentrer dans la singularité.

Merci d'avance.

[invite09c180f9]

Bonjour,

attention, j'ai l'impression qu'il y a une confusion dans les définitions, la singularité n'est pas une entité physique !! Ainsi, un TN n'est pas caractérisé par cette singularité.
Comme il a déjà été dit plusieurs fois, on parle de singularité lorsque nos théories s'effondre dans certaines conditions, or ne connaissant pas de théorie quantique de la gravitation nous ne pouvons pas pour le moment aller plus loin dans nos descriptions.

[invite7af3fa3c]

Merci pour cette réponse illumine partiellement ma lanterne. A priori, le champ gravitationnel du TN n'est pas celui de la singularité. Donc, quelle est son origine ?

[invite3884ba83]

Merci pour cette réponse illumine partiellement ma lanterne. A priori, le champ gravitationnel du TN n'est pas celui de la singularité. Donc, quelle est son origine ?

Si, le champ de gravitation d'un trou noir est bien celui engendré par sa masse et il ne dépend pas de la façon dont cette masse est concentrée (une étoile et un trou noir de même masse ont exactement le même champ de gravitation, en dehors de l'étoile bien entendu).

Il y a peut-être une confusion avec les ondes de gravitation engendrées par l'effondrement de l'étoile en trou noir (si l'effondrement n'est pas sphérique): celles-ci viennent bien du mouvement asymétrique de la matière au cours de l'effondrement et disparaissent quand la matière a traversé l'horizon du trou noir en formation.

Cordialement

[Deedee81]

A priori, le champ gravitationnel du TN n'est pas celui de la singularité. Donc, quelle est son origine ?

Bonjour,

D'abord un petit avertissement pour aider à comprendre.

Il faut éviter (surtout en RG et en particulier dans les cas extrêmes comme les TN) d'avoir une vision "succession globale des événements". Avec l'espace-temps courbé ce n'est pas possible. On ne peut pas avoir une vue "extérieure" au TN et l'observer comme une succession d'événements qui se déroulerait dans le temps. En particulier chercher la cause de la gravité à l'extérieur comme étant due "au même moment" par quelque chose de précis (comme la masse concentrée en son centre).

Bon, je dois bien avouer que visualiser un TN avec ses distorsions énormes de l'espace-temps c'est pas évident. La vision "observation d'une scène de théatre" est profondément ancrée dans notre cerveau, souvent à notre inssu.

Pour revenir à la question, il y a un des "grands chefs" du forum (je veux dire un des participants super calés, mais je ne me souviens plus qui) qui a utilisé une expression excellente pour répondre à ta question. La gravité observée à l'extérieure n'est autre que celle du corps qui s'est effondré pour former le TN. En sommes, ce champ gravitationnel à l'extérieure est un champ gravitationnelle fossile, "l'empreinte" du corps effondré dans la variété d'espace-temps du TN.

En tout cas, moi j'adore cette expression qui vulgarise correctement en quelques mots ce qui se passe ! ("Empreinte" est pas mal aussi, je crois que c'est de Kip Thorne).

[ordage]

Bonjour,

D'abord un petit avertissement pour aider à comprendre.

Il faut éviter (surtout en RG et en particulier dans les cas extrêmes comme les TN) d'avoir une vision "succession globale des événements". Avec l'espace-temps courbé ce n'est pas possible. On ne peut pas avoir une vue "extérieure" au TN et l'observer comme une succession d'événements qui se déroulerait dans le temps. En particulier chercher la cause de la gravité à l'extérieur comme étant due "au même moment" par quelque chose de précis (comme la masse concentrée en son centre).

Bon, je dois bien avouer que visualiser un TN avec ses distorsions énormes de l'espace-temps c'est pas évident. La vision "observation d'une scène de théatre" est profondément ancrée dans notre cerveau, souvent à notre inssu.

Pour revenir à la question, il y a un des "grands chefs" du forum (je veux dire un des participants super calés, mais je ne me souviens plus qui) qui a utilisé une expression excellente pour répondre à ta question. La gravité observée à l'extérieure n'est autre que celle du corps qui s'est effondré pour former le TN. En sommes, ce champ gravitationnel à l'extérieure est un champ gravitationnelle fossile, "l'empreinte" du corps effondré dans la variété d'espace-temps du TN.

En tout cas, moi j'adore cette expression qui vulgarise correctement en quelques mots ce qui se passe ! ("Empreinte" est pas mal aussi, je crois que c'est de Kip Thorne).

Voir par exemple:
http://www-cosmosaf.iap.fr/Comment_l...appe_desTN.htm

[Deedee81]

Salut,

Voir par exemple:
http://www-cosmosaf.iap.fr/Comment_l...appe_desTN.htm

Ah tiens, je connaissais bien Jacques Fric (il m'a déjà refilé des cours en RG) et je ne savais pas qu'il employait la même expression

Merci pour ce lien,

[invite7af3fa3c]

Merci beaucoup pour vos réponses. L'expression "champ gravitationnel fossile" me semble adéquate, au vu des explications fournies ! Me voici moins bête...