questions trous noirs...

[invite7b72de50]

Bonjour à tous !!!
J'ai quelques questions à poser sur les trous noirs afin de bien réaliser mon TFE... Je dois rendre une version full en brouillon le 3 février !

Allons y alors :

- Comment se fait il que les rayons ne puissent pas s'échapper ? Car on dit qu'il y a un effondrement gravitationnel en une singularité, mais que représente la singularité en réalité et comment permet elle de bloquer les rayons lumineux ?

- J'aimerais connaitre les diverses influences que peut avoir un trou noir sur l'espace-temps. Je veux dire, les principales a développer... Les ondes gravitationnelles, la courbure infinie etc... Mais quelles sont les autres ? Importantes bien sur !

- On parle de trous noirs statiques et de trous noirs en rotation. Quels sont les plus fréquent ? Je veux dire, est ce qu'il y en a un a développer plus que l'autre ?

Voila, merci d'avance ! Vous me serez d'une grande aide !!!



@+
Amwus
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[Thioclou]

Bonjour à tous !!!
J'ai quelques questions à poser sur les trous noirs afin de bien réaliser mon TFE... Je dois rendre une version full en brouillon le 3 février !

Allons y alors :

- Comment se fait il que les rayons ne puissent pas s'échapper ? Car on dit qu'il y a un effondrement gravitationnel en une singularité, mais que représente la singularité en réalité et comment permet elle de bloquer les rayons lumineux ?

- J'aimerais connaitre les diverses influences que peut avoir un trou noir sur l'espace-temps. Je veux dire, les principales a développer... Les ondes gravitationnelles, la courbure infinie etc... Mais quelles sont les autres ? Importantes bien sur !

- On parle de trous noirs statiques et de trous noirs en rotation. Quels sont les plus fréquent ? Je veux dire, est ce qu'il y en a un a développer plus que l'autre ?

Voila, merci d'avance ! Vous me serez d'une grande aide !!!



@+
Amwus

Bonjour,
Si tu veux tout savoir (ou presque) sur les trous noirs, lit le livre :
"Les trous noirs" de Jean-Pierre Luminet, paru aux Editions Belfond et aux Editions du Seuil -Collection Ponts Sciences n°S85.

[mtheory]

Bonjour,
Si tu veux tout savoir (ou presque) sur les trous noirs, lit le livre :
"Les trous noirs" de Jean-Pierre Luminet, paru aux Editions Belfond et aux Editions du Seuil -Collection Ponts Sciences n°S85.

Ainsi que:
http://www.amazon.fr/exec/obidos/ASI...257577-3542561

[invite3f53d719]

Alors, ca fait beaucoup de questions tout ca

-Les rayons ne peuvent s'en échapper car derrière l'horizon des évenements, la vitesse de libération (vitesse nécessaire pour quitter le champs gravitationnel d'un astre, par exemple, pour la terre, vlim=11m.s-1) est supérieure à celle de la lumière. En partant de ca comme définition d'un trou noir, on arrive naturellement au rayon de schwarschild (la démo est facile à faire, cf mon tpe sur les trous noirs). On peut voir les choses autrement: lorsqu'un photon essai de sortir d'un champs gravitationnel, il perd de l'énergie (la longueur d'onde augmente), pour un trou noir le rayon perd toute son énergie et ne peut donc pas etre observé.

Quand à ce que représente la singularité, bah on en a aucune idée... les théories physique ne permettent pas encore de le prédire car on manque d'une théorie conciliant mécanique quantique et relativitée générale.

- Pour les effects d'un trou noir sur l'espace temps, bah il n'y a que celles que tu as cité (avec en plus un enroulement de l'espace temps pour les trous noirs en rotation). Ls autres propriétés étant des conséquences (Cf mon tpe encore une fois).

-Un trou noir statique n'est qu'un modèle, tous les trous noirs sont en rotation plus ou moins grande, comme tous les astres de l'univers, car il suffit d'une toute petite pertubation pour faire tourner un astre, et une fois qu'il tourne, plus rien ne peut l'arreter, à par une force exactement contraire, ce qui est statistiquement impossible. Bon après, les équations pour un trou noir en rotation sont bien plus complexes que pour un trou noir normal, mais bon de toute façon, dans aucuns des cas tu n'aura le niveau pour les aborder...

Voila, si t'as d'atres questions...

Eric

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteba0a4d6e]

Comment se fait il que les rayons ne puissent pas s'échapper ? Car on dit qu'il y a un effondrement gravitationnel en une singularité, mais que représente la singularité en réalité et comment permet elle de bloquer les rayons lumineux ?

Pour quitter l'attraction gravitationnelle de la Terre, il faut atteindre à peu près une vitesse de 11,2 kms/seconde. Pour le Soleil, ce serait de 617 Kms/seconde. Mais pour un astre plus dense ? Un trou noir est si dense (la masse d'une étoile de plusieurs masses solaires comprimée dans un point de 10e-33 cms) qu'il faut une vitesse de libération supérieure à 300 000 kms/seconde? Et qu'est-ce qui va à 300 000 kms/seconde ? La lumière ; et rien ne peut dépasser cette vitesse... Donc, aucune information électromagnétique ne peut a fortiori en sortir pour nous montrer quoi-que ce soit... mais cela ne veut pas dire que les ondes électromagnétiques n'existent pas, simplement qu'elles ne peuvent s'échapper (de "récentes" théories prévoient que des informations peuvent s'échapper du trou noir, notamment grâce à des intéractions avec le vide quantique situé autour du trou noir).

Autour de la singularité, son intense gravité déforme donc l'espace-temps jusqu'à une certaine distance. Du coeur du trou noir jusqu'à son bord, il existe un rayon au-delà duquel la gravité exerce moins d'influence sur l'Univers environnant ; tant que les particules ne traversent pas cette limite, cette frontière (horizon de Schwartzschild), elles ne sont pas déchirées et perdues à jamais.

J'aimerais connaitre les diverses influences que peut avoir un trou noir sur l'espace-temps. Je veux dire, les principales a développer... Les ondes gravitationnelles, la courbure infinie etc... Mais quelles sont les autres ? Importantes bien sur !

Le trou noir se coupe complètement de l'espace-temps conceptuel que l'on connaît. L'espace-temps est tant "enroulé" sur lui-même qu'un trou noir de 100 kms de rayon pourrait, si on le déroulait, "recracher" des millions de kms d'espace-temps (comme si tu sers très fort dans ta main une grande portion d'une surface élastique. Quand tu ouvres ta main, la surface - espace-temps - reprend se forme initiale).

Avant effondrement, un astronaute à bonne distance de l'étoile pourrait assister à son implosion. Mais la forte gravité entraîne la matière vers le centre de l'étoile de plus en plus vite (étoile dépourvue de pression interne), jusqu'à ce qu'elle atteigne la vitesse de la lumière. En fait, la densité devient telle que la gravitation décale la lumière visible vers le rouge et au-delà, de sorte que ces ondes électromagnétiques deviennent infiniment décalées... (la lumière ne possède plus d'énergie du tout et a donc cessé d'exister). L'astronaute ne verra pas l'effondrement jusqu'à la singularité. Quand l'étoile approche de la circonférence critique, l'effondrement respecte la relativité d'Einstein, la contraction ralentit et traîne de plus en plus. Le temps semble ralentir jusqu'à s'arrêter de sorte que jamais l'astronaute ne pourra voir l'étoile imploser en deça de sa circonférence critique, même au bout d'un temps infini. (évidemment du point de vue de l'astronaute ; en réalité, l'implosion atteint la taille de la singularité).

On parle de trous noirs statiques et de trous noirs en rotation. Quels sont les plus fréquent ? Je veux dire, est ce qu'il y en a un a développer plus que l'autre ?

Le trou noir en rotation est le simple résultat de l'étoile qui en est l'origine. Donc, pour les étoiles dont la masse permettra d'engendrer un trou noir, il y a autant de trous noirs qu'il existe ce type d'étoiles. Si l'étoile avant l'effondrement est en rotation autour de son axe, le trou noir suivra ce mouvement.

Donc, pour connaître le nombre de trous noirs en rotation, il te reste à connaître le nombre d'étoiles en rotation avant effondrement (bonne chance ).

Une étoile en rotation très rapide peut compenser la pression des intéractions nucléaires qui la maintenaient et qui ont cessé (force nucléaire qui compensait et équilibrait l'état de l'étoile contre la gravité, l'empêchant de s'effondrer). Une étoile parfaitement sphérique et sans mouvement de rotation s'effondrera bien plus rapidement qu'une étoile en rotation qui, grâce à sa vitesse, accélère les particules vers l'extérieur (tout comme sur Terre : la vitesse de libération est inférieure aux pôles qu'à l'équateur). Ce qui n'empêchera pas l'étoile de connaître un effondrement quoi qu'il en soit, du fait du rétricissement de son diamètre dû à la gravité, et donc d'une augmentation de la densité, et ainsi de suite...

[invite7b72de50]

Bonjour,
Si tu veux tout savoir (ou presque) sur les trous noirs, lit le livre :
"Les trous noirs" de Jean-Pierre Luminet, paru aux Editions Belfond et aux Editions du Seuil -Collection Ponts Sciences n°S85.

J'ai déjà le livre de J-P Luminet ! Je le trouve d'ailleurs très intéressant mais je manque de tout pour tout lire en réalité ! Et surtout bien comprendre.

Bon, donc les trous noirs sont en rotations. Donc, ils entrainent l'espace-temps dans le rotation ce qui provoque un effet d'enroulement. Maintenant, voila ce que j'ai lu sur un site internet :

Pour une étoile massive, il arrive un moment où les neutrons ne sont plus capable de réagir afin de combler les forces gravitationnelles. Ils vont à ce moment arriver à des vitesses proches de celles de la lumière et selon le principe d'équivalence E=mc² d'Einstein, ils vont acquérir une masse de plus en plus grande. Donc, ils seront en constante accélération et la courbure sera infinie.

Est ce exact ? Si tel est le cas, je comprend bien pq la courbure est infinie, sinon, je ne le concois pas ! ^^

Merci Pour toutes ces infos précieuses !

[invite7b72de50]

personne le sait ? Pcq c'est vraiment important !

[Gilgamesh]

Pour une étoile massive, il arrive un moment où les neutrons ne sont plus capable de réagir afin de combler les forces gravitationnelles. Ils vont à ce moment arriver à des vitesses proches de celles de la lumière et selon le principe d'équivalence E=mc² d'Einstein, ils vont acquérir une masse de plus en plus grande. Donc, ils seront en constante accélération et la courbure sera infinie.

Est ce exact ? Si tel est le cas, je comprend bien pq la courbure est infinie, sinon, je ne le concois pas ! ^^

Merci Pour toutes ces infos précieuses !

Ça n'a rien à voir avec la vitesse ou l'accélération des neutrons.

La courbure tend vers l'infini parce que tu place une masse importante dans petit volume. Plus exactement, dès que tu places une masse M dans une sphère de rayon inférieure à 2GM/c², crac, la masse s'effondre en singularité et la courbure -> oo


a+

[invite7b72de50]

Ben justement, cette singularité elle est pas due aux neutrons ? Parce que elle doit bien venir de quelque part non ?

[inviteba0a4d6e]

Ben justement, cette singularité elle est pas due aux neutrons ? Parce que elle doit bien venir de quelque part non ?

Neutrons ou pas neutrons, la singularité est un phénomène qui a lieu quand une grande masse atteint la longueur limite et critique de 10 e-33 cm (longueur de Planck)

[Gilgamesh]

Neutrons ou pas neutrons, la singularité est un phénomène qui a lieu quand une grande masse atteint la longueur limite et critique de 10 e-33 cm (longueur de Planck)

Euh non. J'ai donné le calcul, tout simple.

Une masse M quelconque (des neutron ou des boules de guimauve) forme un trou noir dès lors qu'elle est tout entière enclose par une sphère de rayon 2GM/c²

Pour un TN de taille galactique ça peut atteindre la taille de système solaire.

a+

[inviteba0a4d6e]

Euh non. J'ai donné le calcul, tout simple.

Une masse M quelconque (des neutron ou des boules de guimauve) forme un trou noir dès lors qu'elle est tout entière enclose par une sphère de rayon 2GM/c²

Pour un TN de taille galactique ça peut atteindre la taille de système solaire.

a+

Je croyais que la singularité ne pouvait dépasser la longueur limite de Planck à cause de la force gravitationnelle...

[BioBen]

Je croyais que la singularité ne pouvait dépasser la longueur limite de Planck à cause de la force gravitationnelle...

Moi je crois que pour l'instant on n'en sait pas grand chose, et que la taille de la singularité varie surtout en fonction de la théorie que l'on utilise pour la mesurer.

a+
ben

[inviteba0a4d6e]

Moi je crois que pour l'instant on n'en sait pas grand chose, et que la taille de la singularité varie surtout en fonction de la théorie que l'on utilise pour la mesurer.

a+
ben

En fait, on n'est pas bien avancé étant donné que pour mesurer efficacement ce qui se passe "dans" une singularité, c'est pas vraiment évident actuellement...

[Gilgamesh]

Neutrons ou pas neutrons, la singularité est un phénomène qui a lieu quand une grande masse atteint la longueur limite et critique de 10 e-33 cm (longueur de Planck)

-- Ah euh oui je vois mieux ce que tu voulais dire et ma réponse n'était pas appropriée, dsl.

Dans le cadre de la RG une singularité va se former ineluctablement quand une masse donnée est enclose dans son rayon de Schwarzschild. Celle ci peut être ponctuelle (TN statique) ou annulaire (TN de Kerr).

Maintenant si on traite le problème avec une théorie de la gravitation quantique il y a une limite inférieure théorique à l'effondrement, la longueur de Planck. Maintenant rien n'interdit d'imaginer que l'effondrement s'arrête avant. On pourrait imaginer par exemple que la dimension minimale est donnée par le diamètre d'une dimension enroulée, possiblement supérieur à la longueur de Planck. M'enfin en première approximation, on va se donner cela, je suis d'accord avec toi.

Ceci dans le cas je ne sais pas encore si on peut appeler cela une singularité, stricto sensu...


a+
==

[invite7473b9f4]

Salut tout le monde
Moi aussi j'ai une petite question ...
Lorsqu'un objet se rapproche d'un trou noir, la lumiere émise par cet objet est décalée vers ?
Le bleu ou le rouge ?
J'ai fait une petite étude la dessus, et je trouve que la lumiere est décalé vers le bleu... Mais je crois que c'est le contraire ...
j'ai des doutes...
Merci
a+

[invite8c514936]

Le décalage d'origine gravitationnelle (sans tenir compte de l'effet Doppler dû au mouvement éventuel de l'objet) se fait vers le rouge. Le mouvement des objets semblent se ralentir au fur et à mesure qu'ils tombent dans le trou noir, c'est vrai aussi pour les vibrations lumineuses, d'où le décalage vers le rouge...