Zéro absolu et singularité d'un trou noir

[invite2cbc1b72]

Bonjour à tous,

il est dit que la température peut tendre à l'infinie vers le zéro absolu mais ne jamais l'atteindre (corrigez moi si je me plante direct).

Le zéro absolu serait caractérisé par l'absence de mouvement des particules.

La densité tellement énorme (pour ne pas dire infini ) dans la singularité, cela pourrait-il empêcher tout mouvement des particules ?

Si c'est le cas, il n'y a pas de mouvement donc la température du 0 absolu serait atteinte et ce serait celle qui y règne au coeur d'un trou noir non

Quelqu'un peut-il m'éclairer sur ce sujet ?

Merci
-----

[Mysterius]

Je ne suis pas spécialiste, mais là comme ça, je serais tenté de te dire qu'on ne sait pas ce qui se passe dans la singularité. On ne peut qu'émettre des hypothèses.

Une fois l'horizon des évènements franchi, par définition rien n'en ressort jamais et donc rien ne sera jamais observable, que cela soit en terme de lumière visible qu'en terme d'infrarouges, ondes radios etc...

Du coup, je ne pense pas qu'il soit possible de prédire avec certitude ce qu'il advient de la matière ou de tout élément à l'intérieur d'un trou noir.

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

il est dit que la température peut tendre à l'infinie vers le zéro absolu mais ne jamais l'atteindre (corrigez moi si je me plante direct).

Le zéro absolu serait caractérisé par l'absence de mouvement des particules.

La densité tellement énorme (pour ne pas dire infini ) dans la singularité, cela pourrait-il empêcher tout mouvement des particules ?

Si c'est le cas, il n'y a pas de mouvement donc la température du 0 absolu serait atteinte et ce serait celle qui y règne au coeur d'un trou noir non

Quelqu'un peut-il m'éclairer sur ce sujet ?

Merci

C'est là qu'on mesure que les concepts doivent être précis

Je pense que là il faut utiliser la définition thermodynamique de la température (correspondant à un système soumis uniquement aux forces de pression):



avec
U l'énergie interne du système,
S son entropie
V son volume.

a+

[invite2cbc1b72]

Effectivement et c'est bien là où je voulais en venir :

la thermodynamique nous dit que lorsque que plus température augmente, plus les atomes sont excités et inversement (principe du four à micro-ondes pour chauffer rapidement les aliments)

Dans la singularité, étant donné que tout est comprimé en un point, la matière ne devrait plus pouvoir avoir ce mouvement d'excitation et ne devrait donc plus émettre de chaleur.

Nous aurions donc une température de 0 K (Kelvin et non pas "OK" )non ?

Merci pour cette formule Gilgamesh, mais pourrais-tu conclure en français

Mysterius, je sais bien que nous ne savons pas ce qui passe après l'horizon mais je voudrais savoir si ce sujet à déjà été traité par des spécialistes en la matière et s'il y avait des réponses sérieuse (plus moins spéculatives je te l'accorde) ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mysterius]

Très certainement, mais je n'en ai pas connaissance .

[Gilgamesh]

Cela viens de la relation

dU = TdS - PdV

avec
U l'énergie interne
T la température
S l'entropie
P la pression
V le volume

La variation d'énergie interne dU (U est la somme de l'énergie microscopique du système, "stockée" dans l'état de ses composants) est égale à la variation de chaleur (dQ = TdS) moins la quantité de travail (dW = -PdV) fournit par le système.

Si le volume ne varie pas (dV=0), donc que la pression ne travaille pas alors il ne reste que le premier terme dU = TdS d'où T = dU/dS, l'indice V signifiant : à volume constant.

a+

[invite2cbc1b72]

Si j'ai bien compris, même pour le cas d'une singularité, T ne peut pas être égale à 0 étant donné qu'une fraction ne peut pas être égale à 0 à moins que dans ce cas précis l'énergie soit égale à 0 ce qui est difficilement concevable pour un trou noir.

Donc qui dit T>0 dit forcément que la matière conserve un état d'excitation minimale même si elle est infiniment faible (si nous pouvons encore parler de matière dans la singularité )

[mach3]

Pour la singularité, on ne sait pas trop, mais pour l'horizon, il y a beaucoup de travaux, cela devrait t'intéresser. Une mise en bouche:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Thermod...es_trous_noirs

m@ch3

[Gilgamesh]

Si j'ai bien compris, même pour le cas d'une singularité, T ne peut pas être égale à 0 étant donné qu'une fraction ne peut pas être égale à 0 à moins que dans ce cas précis l'énergie soit égale à 0 ce qui est difficilement concevable pour un trou noir.

Donc qui dit T>0 dit forcément que la matière conserve un état d'excitation minimale même si elle est infiniment faible (si nous pouvons encore parler de matière dans la singularité )

Ben c'est à dire qu'au contraire, l'énergie interne, donc la température est maximale, puisque la matière n'a plus aucune énergie potentielle de gravité, donc que tout est transformé en énergie interne, vu que le système est adiabatique (il n'échange rien avec l'extérieur). Donc la température est maximale sans qu'on puisse dire vraiment où se situe la limite (et c'est tout le problème...).

a+

[invite2cbc1b72]

Mach3 -> Merci pour le lien c'est très intéressant. Effectivement d'après le troisième principe de la thermodynamique des trous noir il est impossible d'obtenir K=0 par un processus physique ce que je ne me permettrais pas de remettre en cause.

Gilgamesh -> Je suis d'accord avec le fait que tout est transformé en énergie interne et que celle-ci doit être maximal, en revanche étant donné la densité extrême qu'il y règne et que la matière ne doit plus avoir de place pour ce mouvoir, comment cette énergie pourrait se transmettre en interne et donc générer de très fortes températures ?

Par ailleurs nous connaissons la limite basse des températures qui est de 0 K, connaissons-nous la limite haute de la température ?

Merci

[Gilgamesh]

Gilgamesh -> Je suis d'accord avec le fait que tout est transformé en énergie interne et que celle-ci doit être maximal, en revanche étant donné la densité extrême qu'il y règne et que la matière ne doit plus avoir de place pour ce mouvoir, comment cette énergie pourrait se transmettre en interne et donc générer de très fortes températures ?

La température n'est pas définie par l'amplitude du mouvement mais par l'énergie cinétique. L'amplitude de l'oscillation peut être asymptotiquement nulle et la particule avoir une vitesse de quasi-c (et une énergie cinétique aussi élevée que l'on veut) si on la fait rebondir dans un champ de pesanteur très fort.

a+

[invite2cbc1b72]

Ok je pense avoir compris, c'est un peu comme le kers des F1 (je sais que c'est grossièrement imagé) qui emmagasine l'énergie et ne demande qu'à être libéré sauf que la il n'y a à priori rien qui puisse libérer cette énergie.

J'ose pas imaginer ce qu'il ce passerait si pour une raison ou une autre celle-ci venait à se libérer