Trou noir: question sur une expérience de pensée

[roploplo]

Bonjour,

Je me souviens que lors de mon cours de RG, le prof avait indiqué (de manière anecdotique) que si un astronaute relié à une corde passait l'horizon et qu'une personne tentait de ramener celui-ci en tirant dessus, celle-ci serait sectionnée au niveau de l'horizon. En y réfléchissant, je me suis dit OK, je comprends...

Puis j'y ai repensé (plus d'un an après) et je me suis posé la question: si l'horizon empêche toute formes d'interactions (autre que gravitationnelle) entre "l'intérieur" et "l'extérieur", comment la matière conserve-t-elle sa cohésion en passant cet horizon?
En ayant à l'esprit des particules ponctuelles, je me dis qu'à un instant t, des électrons ayant passés l'horizon alors que le noyau est resté de l'autre côté ne sont plus liés à celui-ci. Et de proche en proche, plus aucune particule n'est liée... jusqu'au quark.
Et là, je me suis dit que ce raisonnement ne pouvait être vrai, l'existence théorique de quarks non confinés aurait du faire suffisamment de bruit pour que j'en entende parler.

J'en arrive à ma question: c'est l'image "simpliste" (il faut considérer la fonction d'onde) des particules ponctuelles la faille de mon raisonnement, ou l'explication qui infirme celui-ci est autre?

Merci.
Cordialement.
-----

[Deedee81]

Salut,

J'enlève la fin sur, par exemple, le confinement des quarks.

On sait que la RG classique et la MQ ne sont pas vraiment compatibles, du moins, dans certains cas (et on n'a pas encore de théorie de la gravité quantique). A très petite échelle, les postulats de la RG comme le fait qu'on puisse considérer les événements comme ponctuels, posent des problèmes en MQ. Donc, difficile de dire ce qu'il advient de trucs comme le confinement.

Par contre, ça :

Puis j'y ai repensé (plus d'un an après) et je me suis posé la question: si l'horizon empêche toute formes d'interactions (autre que gravitationnelle) entre "l'intérieur" et "l'extérieur", comment la matière conserve-t-elle sa cohésion en passant cet horizon?

c'est très bien raisonné !

Même avec les difficultés MQ/RG la cohésion moléculaire devrait être affectée. Et pas qu'un peu.

Et cela ne concerne pas que l'horizon mais tout l'intérieur (tout l'intérieur est à sens unique : vers le centre, et on ne peut même pas faire du sur place, sauf sur l'horizon)

J'ai l'impression que tout doit se disloquer après le passage de l'horizon.

Evidemment, les effets de marées sont également destructeurs et pour un TN stellaire il ne faut que quelques ms pour atteindre le centre. Donc, ça n'a guère d'importance.

Mais pour un TN supermassif (il faut des heures pour atteindre le centre), la question est particulièrement pertinente et intrigante.

Bon, évidemment, même si on pouvait aller près d'un TN on vérifierait difficilement le résultat expérimental. Et pour cause (ou plutôt l'inbverse : par perte de causalité entre intérieur et extérieur ).

Et la question est alors celle-ci. Soit un astronaute passant l'horizon d'un TN supermassif. Il sait qu'il en a encore pour quelques heures avant d'atteindre le centre ou de subir les marées destructrices. Mais ton raisonnement me laisse à penser qu'il mourrait en fait immédiatement !!!! (disolqué par les faibles effets de marées déjà suffisant vu la perte de cohésion)

Voilà une idée que je n'avais vu abordée nul part. Bravo Quelqu'un d'autre à un avis ?

[invite88ef51f0]

Salut,
La corde ne casserait pas magiquement. L'astronaute ne se rendrait compte de rien à la traversée de l'horizon.
C'est simplement qu'il faudrait une force infinie pour retenir l'astronaute. Donc la corde cassera car elle aura atteint sa limite. Plus la limite de résistance de la corde sera faible, plus elle cassera tôt avant l'horizon.

C'est comme si tu te jetais dans une rivière avec un fort courant simplement attaché par une petite ficelle.

[roploplo]

Re-bonjour,

Salut,
La corde ne casserait pas magiquement.

Je ne dis pas le contraire, mais effectivement je n'ai pas explicité la raison de la rupture de cette corde qui m'était venu à l'esprit: il ne peut y avoir une tension transmise à la corde d'un côté à l'autre de l'horizon car il ne peut plus y avoir d'interaction électromagnétique entre les molécules de la corde de part et d'autre, toutes les particules médiatrices de forces ne pouvant sortir de l'horizon. Donc rupture...

Aparté: en relisant mon message, je viens de remarquer une chose. Les particules porteuses d'interaction ne peuvent pas sortir de l'horizon... mais celles qui sont extérieures peuvent y rentrer.

De cette interprétation, j'ai extrapolé le complément à l'expérience de pensée donnée par ce professeur, pour en conclure que la matière était de toute manière disloquée au passage de l'horizon.
Effectivement, si ce n'était pas la bonne raison de la rupture de la corde, mon extrapolation tombe à plat...

L'astronaute ne se rendrait compte de rien à la traversée de l'horizon.

Je ne comprends pas cette réponse. Dans mon interprétation de la rupture de la corde donnée ci-dessus, il ne se rendrait compte de rien parce qu'au fur et à mesure de son passage de l'horizon, il serait proprement désintégré (du moins disloqué jusqu'au niveau atomique, voir en dessous, même si j'ai du mal à le croire -d'où ce sujet-... ce qui revient au même pour l'astronaute).

C'est simplement qu'il faudrait une force infinie pour retenir l'astronaute. Donc la corde cassera car elle aura atteint sa limite. Plus la limite de résistance de la corde sera faible, plus elle cassera tôt avant l'horizon.

C'est comme si tu te jetais dans une rivière avec un fort courant simplement attaché par une petite ficelle.

J'ai dû mal m'exprimer car j'avoue ne pas comprendre non plus cette partie. Dans mon exemple, on n'applique pas de force de tension à la corde jusqu'à que l'astronaute ait effectivement passé l'horizon. Comment pourrait-elle casser avant?

[A voir en vidéo sur Futura]

[roploplo]

Re (abréviation pour re-bonjour),

Voilà une idée que je n'avais vu abordée nul part. Bravo Quelqu'un d'autre à un avis ?

Merci beaucoup.
J'avoue que j'y ai pensé totalement par hasard il y a deux semaines et depuis ça me trotte dans la tête en me disant "c'est pas possible, tes connaissances (plutôt des vagues souvenirs plus que des connaissances) en MQ sont insuffisantes pour appréhender le problème correctement, il y a forcément quelque chose de faux".
Et je n'ai d'ailleurs pas changé d'avis, il y a sûrement quelque chose qui ne va pas dans mon raisonnement.

++

[invite7b3d53e0]

Re (abréviation pour re-bonjour),


Merci beaucoup.
J'avoue que j'y ai pensé totalement par hasard il y a deux semaines et depuis ça me trotte dans la tête en me disant "c'est pas possible, tes connaissances (plutôt des vagues souvenirs plus que des connaissances) en MQ sont insuffisantes pour appréhender le problème correctement, il y a forcément quelque chose de faux".
Et je n'ai d'ailleurs pas changé d'avis, il y a sûrement quelque chose qui ne va pas dans mon raisonnement.

++

en ce qui concerne les trou noir aucun raisonnement ne va.
pour moi ce n'est pas une question de Mg/Mq, mais plutot de topologie.
pour moi un TN c'es plutot une " coquille ", il n'y pas de centre ou de singularité, l'horizon des evenements est la singularité.
c'est a dire une surface bidimentionnel.
ma question est : Comment definir une particule en 2D ?
et est-ce-qu'il y a des recherches dans ce sens, je n'ai pas trouver grand chose.

[Deedee81]

Salut,

en ce qui concerne les trou noir aucun raisonnement ne va.
pour moi ce n'est pas une question de Mg/Mq, mais plutot de topologie.

En grande partie, c'est vrai. Mais ça ne peut répondre à la question que se pose roploplo.

pour moi un TN c'es plutot une " coquille ", il n'y pas de centre ou de singularité, l'horizon des evenements est la singularité.
c'est a dire une surface bidimentionnel.

Attention. Il ne suffit pas de dire "pour moi" pour que cela ait un sens. Il faut que le raisonnement ait une base scientifique. L'intuition (basée sur le quotidien) est très très mauvaise conseillère dans ce domaine (et encore plus en MQ !!!!)

La description de la physique des TN est basée sur la RG (et maintenant quelques observations) et la RG est bien validée expérimentalement. Notons d'ailleurs que pour un TN supermassif, la gravité n'est pas très forte au niveau de l'horizon. Il n'y a rien d'exotique à cet endroit.

Sur quelles observations ou sur quels développements théoriques te bases-tu pour affirmer quelque chose d'aussi bizarre ????

ma question est : Comment definir une particule en 2D ?
et est-ce-qu'il y a des recherches dans ce sens, je n'ai pas trouver grand chose.

Je ne vois pas où est la difficulté. Un particule est juste un point (éventuellement avec une extension) et en 2D on a deux coordonnées.

Je me demande par ailleurs si tu ne trouverais pas ton bonheur dans la théorie holographique, qui stipule que tout l'univers est à 2D (ce n'est pas une théorie farfelue, même si elle semble bizarre ). Fait quelques recherches dans ce sens, peut-être via Wikipedia.

[inviteec0d6e6f]

Salut,

si l'horizon empêche toute formes d'interactions (autre que gravitationnelle) entre "l'intérieur" et "l'extérieur", comment la matière conserve-t-elle sa cohésion en passant cet horizon?

Il suffit de voir ce qui arrive à la matière dans les disques d'accrétion autour des trous noirs pour ne plus avoir l'envie d'approcher l'horizon.
En réalité, l'astronaute sera mort et évaporé bien avant d'atteindre l'horizon.
La démonstration, c'est qu'on voit la matière totalement disloquée, portée a des températures infernales et des vitesses relativistes dans le disque d'accrétion et les jets polaires, alors que cette matière, par définition, n'a même pas encore atteint l'horizon.

Si on déduit l'existence des trous noirs par leur influence gravitationnelle, on peut aussi les voir grâce a l'enfer qui les entoure, lorsque de la matière tombe dedans.

La matière est soumise, a l'approche de l'horizon, aux plus formidables forces que notre physique est capable de représenter.
en terme de température, de densité de vitesse.
Imaginer simplement pouvoir survivre au passage de l'horizon semble, dès lors, uniquement une expérience de pensée sans rapport avec une quelconque réalité physique.

Quelque soit la chose qu'on puisse envoyer un jour, peut-être, dans un trou noir (on peut rêver) de toute façon, cette chose ne sera plus qu'une bouillie de matière en franchissant l'horizon.

[invite8915d466]

ce qui est impossible c'est d'avoir une corde statique qui traverse l'horizon (c'est à dire de "suspendre" l'astronaute à la corde bien qu'il soit sous l'horizon).

Si le système est dynamique , il n'y a plus aucune impossibilité de traverser l'horizon sans que rien ne se passe (c'est le cas de la chute libre). Soit la corde casse, soit l'observateur extérieur la lâche et elle tombe avec l'astronaute. La seule chose interdite c'est de le suspendre de manière statique (et pareil pour tout objet étendu traversant l'horizon : il ne peut le faire qu'en "tombant", mais pas en restant à distance constante du centre).

[invite8915d466]

Il suffit de voir ce qui arrive à la matière dans les disques d'accrétion autour des trous noirs pour ne plus avoir l'envie d'approcher l'horizon.
En réalité, l'astronaute sera mort et évaporé bien avant d'atteindre l'horizon.

pas du tout. Il ne se passe strictement rien si on traverse l'horizon d'un trou noir assez gros pour que les forces de marées ne provoque pas un différentiel de gravitation trop important sur la taille du corps en question (humain par exemple). On pourrait traverser sans grand probleme l'horizon du trou noir galactique, qui n'a pas un taux d'accrétion assez grand pour chauffer significativement son environnement, et a un rayon de Schwarschild très grand par rapport au corps humain (quelques millions de km).

C'est en tombant vers la singularité, où la courbure augmente de plus en plus, qu'on aurait un problème, spécifiquement quand le rayon de courbure devient comparable à la taille du corps humain, quelques mètres. Mais il reste alors quelques nanosecondes à vivre, donc on n'a pas trop le temps de le réaliser !

[roploplo]

Bonjour,

ce qui est impossible c'est d'avoir une corde statique qui traverse l'horizon (c'est à dire de "suspendre" l'astronaute à la corde bien qu'il soit sous l'horizon).

Si le système est dynamique , il n'y a plus aucune impossibilité de traverser l'horizon sans que rien ne se passe (c'est le cas de la chute libre). Soit la corde casse, soit l'observateur extérieur la lâche et elle tombe avec l'astronaute. La seule chose interdite c'est de le suspendre de manière statique (et pareil pour tout objet étendu traversant l'horizon : il ne peut le faire qu'en "tombant", mais pas en restant à distance constante du centre).

Je suis tout à fait d'accord, mais cela ne répond pas directement à ma question.
Mais indirectement, vous voulez dire que la corde ne casse pas pour la raison à laquelle j'avais pensé (impossibilité de transmettre une tension à la corde par interruption de l'interaction électromagnétique de part et d'autre de l'horizon -d'ailleurs, je conçois parfaitement que ce n'est pas une condition nécessaire, l'interruption de la causalité conduisant déjà à ce résultat).

Néanmoins, intuitivement, j'ai l'impression que le point que j'ai soulevé n'a toujours pas de réponse: un objet passant l'horizon peut-il conserver sa cohésion, alors qu'à chaque instant de ce passage, les interactions électromagnétiques assurant celle-ci ne peuvent avoir lieu?

PS: je laisse tomber la question du confinement des quarks.

A+

[inviteec0d6e6f]

Alors Gillesh38, explique moi pourquoi, lorsque de la matière tombe dans un trou noir, elle forme un disque d'accretion soumis a de telles forces qu'elle réussit a expulser de la matière a des vitesses relativistes ?
C'est uniquement dans les "petits" trous noirs ? pas dans les trous noirs géants de centre de galaxie ?

Ils ne sont pas directement observables, mais plusieurs techniques d’observation indirecte dans différentes longueurs d’ondes ont été mises au point et permettent d’étudier les phénomènes qu’ils induisent sur leur environnement. En particulier, la matière qui est happée par un trou noir est chauffée à des températures considérables avant d'être engloutie et émet de ce fait une quantité importante de rayons X. Ainsi, même si un trou noir n'émet pas lui-même de rayonnement, il peut néanmoins être détectable par son action sur son environnement.

du wiki : http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir

es-tu en train de me dire que les trous noirs géants n'ont pas de disque d'accrétion a cause (ou grâce) a la taille de leur rayon de Schwarschild ?
Je suis très étonné, car même notre tour noir central de la voie lactée emet dans la fréquence radio :
http://science.branchez-vous.com/200...e_la_voie.html

Or, s'il emet, c'est qu'il recrache quelque chose (juste avant que ça ne soit définitivement avalé), et je ne vois pas quoi a part de la matière qui a tout juste échappé au trou noir.
Et s'il recrache de la matière, c'est que celle ci a été fortement accélérée.
Donc qu'il fait pas bon du tout aux abords de l'horizon.

J'aimerais bien que tu me fournisse plus d'indications sur ce qui se passe a l'horizon des trous noirs supermassifs, si tu peux, stp...
Parce que je suis pas très convaincu qu'on puisse approcher l'horizon de n'importe quel trou noir, du plus petit au plus énorme, sans se transformer en purée de quarks.

merci pour ta réponse.

Néanmoins, intuitivement, j'ai l'impression que le point que j'ai soulevé n'a toujours pas de réponse: un objet passant l'horizon peut-il conserver sa cohésion, alors qu'à chaque instant de ce passage, les interactions électromagnétiques assurant celle-ci ne peuvent avoir lieu?

Moi je dis clairement non, mais peut-être Gillesh va-t-il me faire changer d'avis.

[roploplo]

Bonjour,

Moi je dis clairement non, mais peut-être Gillesh va-t-il me faire changer d'avis.

Ok, mais non pourquoi? Parce que la matière est déjà sérieusement mise à mal à l'approche d'un trou noir?
J'avoue ne pas avoir de notion précise des énergies mises en jeu dans un disque d'accrétion, mais cette énergie est-elle systématiquement suffisante pour briser n'importe quelle molécule? Si la réponse est "non, dans certains cas, des molécules peuvent subsister", la question reste entière.
Ceci dit, j'ai l'impression que si on considère un trou noir -éjecté d'une galaxie- entouré de vide poussé et donc dépourvu de disque d'accrétion, amha la question reste également entière.

Je sais que cela démultiplie un peu les prérequis, mais dans le cas d'une expérience de pensée, je ne crois pas que cela pose problème.

A+

[Deedee81]

Salut,

Il ne faut pas confondre ce qui se passe pour des corps en orbite (disque d'accrétion, par exemple) avec ce qui se passe pour un corps tombant en chute libre et traversant l'horizon.

Carcharodon, ce que dit Gillesh38 n'est pas du tout incompatible avec ce que tu expliques ou avec les références que tu donnes.

Vos deux messages sont corrects

Et Gillesh38 a raison. Il ne se passe absolument rien de spécial lors du passage de l'horizon. Celui-ci n'est qu'un lieu géométrique particulier. Un astronaute enfermé dans une cabine sans hublot et pouvant effectuer (à l'interieur) des tas d'expériences serait strictement incapable d'observer le passage de l'horizon.

Il constaterait les forces de marées (très faible pour un trou noir super massif mais pas sans conséquence sur les disques de très grande taille correspondant) mais ne verrait pas de "rupture". Seulement une augmentation progressive (et une divergence à la singularité).

D'ailleurs le caractère singulier de l'horizon n'apparait que pour certains choix de coordonnées, comme celles de Schwartzchild. Dans d'autres, comme Kruskal-Szekeres, il n'y a pas de singularité à l'horizon et les conditions locales varient de manière continue et "douce".

Ceci est vrai pour tous les trous noirs, même les petits (stellaires). Seul les échelles changent.

On peut faire l'analogie (très limitée) avec une orgite géostationaire. C'est un lieu particulier pour un astre donné, lié à une propriété globale : la vitesse orbitale est identique à la vitesse de rotation de l'astre. Mais quelqu'un en chute libre traversant cette orbite ne va pas entrendre de bang (le mur du géostationnaire ). L'analogie s'arrête là, évidemment (le lieu de dernière orbite stable des trous noirs n'est pas l'horizon !)

[invitee4ff3d30]

Si je me rappelle bien de mes cours de Physique des Hautes Energies, je crois que la force du champ magnétique à l'approche d'un AGN et si élevée qu'aucun corps massif ne peut garder sa cohésion interne... Mais cela s'applique aux AGN et aux SMBH, peut-être pas forcément aux petits trou noirs !!!

[invite8915d466]

Alors Gillesh38, explique moi pourquoi, lorsque de la matière tombe dans un trou noir, elle forme un disque d'accretion soumis a de telles forces qu'elle réussit a expulser de la matière a des vitesses relativistes ?

c'est exactement sur ça que je travaille justement. Mais je propose un mécanisme qui n'est pas celui le plus généralement accepté par la communauté (c'est ça qui est rigolo en recherche). Donc tu veux que je te propose mon explication , où l'explication plus standard ?

je te signale comme réflexion que les étoiles en formation, qui ne sont pas du tout relativistes, ont AUSSI des disques d'accrétions et AUSSI des jets (certes non relativistes mais assez rapides quand meme). Donc manifestement on peut former des jets sans avoir besoin d'un horizon, faut trouver autre chose ....

es-tu en train de me dire que les trous noirs géants n'ont pas de disque d'accrétion a cause (ou grâce) a la taille de leur rayon de Schwarschild ?
Je suis très étonné, car même notre tour noir central de la voie lactée emet dans la fréquence radio :
http://science.branchez-vous.com/200...e_la_voie.html

Or, s'il emet, c'est qu'il recrache quelque chose (juste avant que ça ne soit définitivement avalé), et je ne vois pas quoi a part de la matière qui a tout juste échappé au trou noir.
Et s'il recrache de la matière, c'est que celle ci a été fortement accélérée.
Donc qu'il fait pas bon du tout aux abords de l'horizon.

J'aimerais bien que tu me fournisse plus d'indications sur ce qui se passe a l'horizon des trous noirs supermassifs, si tu peux, stp...
Parce que je suis pas très convaincu qu'on puisse approcher l'horizon de n'importe quel trou noir, du plus petit au plus énorme, sans se transformer en purée de quarks.

pourtant c'est vrai

le trou noir de notre galaxie accrete UN PEU, mais avec une puissance ridicule par rapport aux galaxies dites "actives" , en particulier les quasars. La puissance émise par l'environnement du trou noir, qui gouverne la "température" (ou plutot la densité d'énergie du rayonnement) est directement proportionnelle à la quantité de matière qui tombe dedans par unité de temps (le taux d'accrétion).

En l'absence d'accrétion, l'environnement du trou noir est "vide", un astronaute n'aurait aucun moyen de s'apercevoir de sa présence, à part les mirages gravitationnels des étoiles en arrière plan (voir une image de synthèse ici par exemple : http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir) . En tombant en chute libre, il ne se rendrait strictement compte de rien en traversant l'horizon.

[invite8915d466]

Si je me rappelle bien de mes cours de Physique des Hautes Energies, je crois que la force du champ magnétique à l'approche d'un AGN et si élevée qu'aucun corps massif ne peut garder sa cohésion interne... Mais cela s'applique aux AGN et aux SMBH, peut-être pas forcément aux petits trou noirs !!!

j'espère que c'etait pas avec moi, ton cours

[invite8915d466]

Néanmoins, intuitivement, j'ai l'impression que le point que j'ai soulevé n'a toujours pas de réponse: un objet passant l'horizon peut-il conserver sa cohésion, alors qu'à chaque instant de ce passage, les interactions électromagnétiques assurant celle-ci ne peuvent avoir lieu?

j'ai répondu : il n'y a aucune interruption de quoi que ce soit si l'objet tombe. Ce qui est impossible c'est qu'il reste STATIQUE de part et d'autre de l'horizon, mais pas qu'il le traverse en mouvement.

En réalité, l'horizon est ce qu'on appelle une "surface lumière". Si vous voulez en avoir une idée un peu plus juste, plutot qu'une surface statique, il faut imaginer une surface se propageant vers l'extérieur à la vitesse de la lumière, comme une onde électromagnétique sphérique divergente (en réalité elle n'est pas de nature électromagnétique, c'est une surface limite mathématique qui n'a pas de réalité physique associée).
Pourquoi parait-elle statique vue de l'extérieur ? parce que l'espace sous-jacent est lui meme "entrainé" vers l'intérieur, à une vitesse qui est inférieure à c pour R > Rh, = c pour R = Rh (le lieu de l'horizon qui est donc "statique") , et >c pour R >Rh .

espace allant à une vitesse >c , ça parait bizarre, mais c'est justement ça qui fait qu'il ya un horizon. Tout signal envoyé vers l'extérieur en dessous de l'horizon sera quand meme inéluctablement entrainé vers l'intérieur par le mouvement centripète de la géométrie sous-jacente (qui est intrinsèquement "en effondrement" et pas du tout statique comme on l'imagine).

Revenons à ce qui se passe pour un astronome en chute libre. Dans son référentiel, il reste au repos et ne se rend compte de rien du tout, localement. En revanche si l'horizon etait visible comme une surface , il la verrait se rapprocher de lui de plus en plus vite, à une vitesse < c au départ, mais qui accélerait et atteindrait exactement c au moment où il la traverse. mais il ne ressentirait rien , pas plus que quand une onde lumineuse vous atteint et vous traverse !!! après la surface s'éloignerait de lui à une "vitesse" > c et il ne peut plus jamais la retraverser (donc ressortir). Comme elle n'est pas matérielle, il n'y a pas d'impossibilité à ça. Et ça ne lui fait ni chaud ni froid

[roploplo]

Re,

j'ai répondu : il n'y a aucune interruption de quoi que ce soit si l'objet tombe. Ce qui est impossible c'est qu'il reste STATIQUE de part et d'autre de l'horizon, mais pas qu'il le traverse en mouvement.

En réalité, l'horizon est ce qu'on appelle une "surface lumière". Si vous voulez en avoir une idée un peu plus juste, plutot qu'une surface statique, il faut imaginer une surface se propageant vers l'extérieur à la vitesse de la lumière, comme une onde électromagnétique sphérique divergente (en réalité elle n'est pas de nature électromagnétique, c'est une surface limite mathématique qui n'a pas de réalité physique associée).
Pourquoi parait-elle statique vue de l'extérieur ? parce que l'espace sous-jacent est lui meme "entrainé" vers l'intérieur, à une vitesse qui est inférieure à c pour R > Rh, = c pour R = Rh (le lieu de l'horizon qui est donc "statique") , et >c pour R >Rh .

espace allant à une vitesse >c , ça parait bizarre, mais c'est justement ça qui fait qu'il ya un horizon. Tout signal envoyé vers l'extérieur en dessous de l'horizon sera quand meme inéluctablement entrainé vers l'intérieur par le mouvement centripète de la géométrie sous-jacente (qui est intrinsèquement "en effondrement" et pas du tout statique comme on l'imagine).

Merci.
Bon ben voilà, mon raisonnement était faux.

A+

[Deedee81]

Roploplo,

Je viens de comprendre le problème de raisonnement. Il a fallu que ça fasse tilt

Effectivement, pour un objet statique comme la corde, ton raisonnement est correct et la moindre traction la briserait. D'autant que traction il y a, d'office, car une fois sous l'horizon il est impossible de rester statique. La chute est inéluctable. Un calcul détaillé du processus (disons pour une tige descendant lentement vers l'horizon) serait assez sympa à faire (mais pas trivial).

Mais pour un objet en chute libre, la situation est très différente. Si deux particules, disons A et B, sont en chute libre, A précédant B, A peut très bien renvoyer quelque chose vers B puisque B.... rattape A !

Pour peu que les effets de marées soient faibles, localement, le corps en chute libre ne constaterait rien (ce sont les discussions précédentes qui m'ont aidé à me rappeller de ce ba.b.a de la RG ) à cause du principe de correpondance. Si l'on applique la covariance générale à toute équation (par exemple, l'électromagnétisme) en replaçant les dérivées ordinaires par les dérivées covariantes et toutça, pour un corps en chute libre et localement (au voisinage d'un point), les équations sont inchangées. C'est vrai aussi de la MQ (au moins en gravité semi-classique ou on traite la MQ "classique" sur un arrière plan courbe imposé).

Donc, notre astronaute ne sera pas brusquement désintégré

[invite8915d466]

parce que l'espace sous-jacent est lui meme "entrainé" vers l'intérieur, à une vitesse qui est...et >c pour R >Rh .

lapsus bien sur , pour R< Rh

[invite80fcb52e]

Moi l'explication ne me satisfait pas ou alors j'ai pas compris. Quand on dit qu'il ne se passe rien quand on traverse l'horizon c'est en considérant qu'on est ponctuel non? pour un corps matériel c'est plus compliqué à mon avis.

Petit exemple: prenons un trou super massif avec des forces de marrées à l'horizon totalement négligeable pour un humain. Je me mets en orbite autour du trou noir et tombe doucement vers lui la tête la première. Quand ma tête va passer l'horizon, je ne pourrais plus bouger les parties du corps restées de l'autre côté car la transmission électrique ne pourra pas dépasser c. Donc je vais clairement identifier ce passage de l'horizon. Est-ce correct?

En prenant un petit sytème électrique avec ampoule on peut avoir le même raisonnement. Quand l'alimentation passe l'horizon, l'ampoule s'éteint car le courant ne pourra pas sortir et allumer l'ampoule.

[invite8915d466]

Moi l'explication ne me satisfait pas ou alors j'ai pas compris. Quand on dit qu'il ne se passe rien quand on traverse l'horizon c'est en considérant qu'on est ponctuel non? pour un corps matériel c'est plus compliqué à mon avis.

Petit exemple: prenons un trou super massif avec des forces de marrées à l'horizon totalement négligeable pour un humain. Je me mets en orbite autour du trou noir et tombe doucement vers lui la tête la première. Quand ma tête va passer l'horizon, je ne pourrais plus bouger les parties du corps restées de l'autre côté car la transmission électrique ne pourra pas dépasser c. Donc je vais clairement identifier ce passage de l'horizon. Est-ce correct?

bel effort d'imagination : mais il n'existe plus d'orbite possible en dessous de 1,5 fois le rayon de Schwarzschild, là où il faut avoir la vitesse de la lumière pour rester en orbite. Et entre 1,5 et 3 rayons de Schwarschild, les orbites circulaires sont possibles mais instables : toute perturbation les envoie directement vers l'horizon. Ton expérience de "raser l'horizon" est donc impossible....

[inviteec0d6e6f]

Il y a quand même plein de choses qui ne me satisfont pas dans les explications.

1) lorsque de la matière tombe dans un trou noir, elle tombe dedans non pas en ligne droite mais en s'enroulant autour dans un disque d'accrétion situé a l'équateur.
toute matière, qu'elle le veuille ou non, subit cette loi.
tout comme rien ne peut tomber d'une orbite terrestre en ligne droite vers le sol.
Donc imaginer un objet qui ferait ça dans un trou noir (tomber doucement dedans en trajectoire perpendiculaire) est finalement une hypothèse absurde, parce que totalement irréalisable et contraire aux lois de la physique.

2) dans ce disque d'accrétion, la partie la plus proche de l'horizon est soumis a de telles contraintes, du fait de l'accélération (transversale et non longitudinale par rapport au centre) a l'approche de l'horizon, qu'il me semble que c'est le meilleur transformateur de matière en lumière de l'univers (avec + de 20% de mémoire sujette a caution).
Dans tout ce que j'ai lu jusqu'à aujourd'hui sur le sujet (mais qui n'est certes vraiment pas énorme), la proximité de l'horizon d'un trou noir qui reçoit de la matière est le pire endroit de l'univers.

Et dans ce topic on me dit tranquillement qu'on pourrait passer ça, l'enfer le plus terrible de l'univers connu, sans s'en apercevoir ...
Excusez moi mais ... pourrait-on avoir des références svp ..

Sauf s'il ne s'agit (et j'ai l'impression que c'est ça) d'une expérience de pensée qui ne tient aucun compte de la réalité du comportement de la matière aux abords d'un trou noir (en imaginant une chute perpendiculaire a faible vitesse, chose strictement impossible donc irréaliste au niveau physique).

Je maintiens, pour l'instant, que l'astronaute sera mort bien avant d'atteindre l'horizon, dans une projection physique réaliste du comportement de la matière a proximité d'un trou noir.

[invite8915d466]

Il y a quand même plein de choses qui ne me satisfont pas dans les explications.

1) lorsque de la matière tombe dans un trou noir, elle tombe dedans non pas en ligne droite mais en s'enroulant autour dans un disque d'accrétion situé a l'équateur.

uniquement parce qu'en général elle possède un moment cinétique, mais avec un moment cinétique faible, elle peut très bien tomber en ligne droite.
Ensuite ce qui forme le disque, c'est juste le gaz, qui forme un disque continu en rotation différentielle. Ce sont les frottements entre les couches de différentes vitesses angulaires qui provoquent l'échauffement du disque et la chute progressive du gaz vers le centre.

Mais ceci, jusqu'à la dernière orbite stable, de 3 Rs pour un trou noir statique de Schwarschild (elle se rapproche de l'horizon pour un trou noir en rotation rapide). En dessous de 3Rs, il n'y a plus de disque, la matière plonge directement vers l'horizon.

Et dans ce topic on me dit tranquillement qu'on pourrait passer ça, l'enfer le plus terrible de l'univers connu, sans s'en apercevoir ...
Excusez moi mais ... pourrait-on avoir des références svp ..

Sauf s'il ne s'agit (et j'ai l'impression que c'est ça) d'une expérience de pensée qui ne tient aucun compte de la réalité du comportement de la matière aux abords d'un trou noir (en imaginant une chute perpendiculaire a faible vitesse, chose strictement impossible donc irréaliste au niveau physique).

Je maintiens, pour l'instant, que l'astronaute sera mort bien avant d'atteindre l'horizon, dans une projection physique réaliste du comportement de la matière a proximité d'un trou noir.

les effets que tu décris sont uniquement dus à la présence de matière qui tombe et qui s'échauffe en tombant. Dans les quasars et les binaires X, effectivement, la matière est portée à des millions , voire des milliards de degrés, et ce que tu dis est parfaitement exact : on serait immédiatement vaporisés par le rayonnement bien avant d'atteindre l'horizon (la température est déjà d'environ 1000 °C a une année lumière d'un trou noir supermassif !!!) mais ce n'est pas du à la présence de l'horizon, juste à la présence de matière chauffée par la chute gravitationnelle. Il y a aussi des binaires X avec une étoile à neutrons, qui est aussi chauffée à des milliards de °C si la matière d'un compagnon tombe dessus, et ça te volatiliserait pareil, même sans horizon !

ce que je dis , c'est dans le cas d'un trou noir isolé avec seulement son champ gravitationnel, il n'y a aucun effet lié à l'horizon , à part l'effet de courbure (de marée) , et pour les gros trous noirs ça ne se sent pas.

[invite88ef51f0]

bel effort d'imagination : mais il n'existe plus d'orbite possible en dessous de 1,5 fois le rayon de Schwarzschild, là où il faut avoir la vitesse de la lumière pour rester en orbite. Et entre 1,5 et 3 rayons de Schwarschild, les orbites circulaires sont possibles mais instables : toute perturbation les envoie directement vers l'horizon. Ton expérience de "raser l'horizon" est donc impossible....

Ça ne change pas le fond du problème.
J'ai un générateur relié par des fils à une lampe. Je jette le générateur puis un peu plus tard la lampe. Ils suivent les orbites qu'ils veulent.
Il y a un moment où le générateur a passé l'horizon (sans s'en rendre compte) mais la lampe est encore à l'extérieur. La lampe est-elle allumée ?
(Et vu que dans une expérience de pensée, tout est permis, on prend un bon gros trou noir pour lequel les forces de marée sont négligeable et on enlève toute matière en accrétion)

[invite8915d466]

"au moment" pour qui ? le temps est relatif tu sais bien

dans le temps t qui mesure la métrique statique de Schwarschild à l'extérieur (mais qui n'est plus prolongeable à l'intérieur car ça devient une coordonnée spatiale et non plus temporelle), alors c'est simple : on ne voit jamais rien traverser l'horizon. tout est gelé à la surface (sur la "membrane") car le temps semble ralentir de plus en plus.

Dans le référentiel en chute libre, il ne se passe rien de particulier, tout reste allumé.

[inviteec0d6e6f]

mais ce n'est pas du à la présence de l'horizon, juste à la présence de matière chauffée par la chute gravitationnelle.

ba heuuu toi t'es pas fait de matière ?
pourquoi ce qui arrive a toute matière ne t'arriverait pas a toi ?

(Et vu que dans une expérience de pensée, tout est permis, on prend un bon gros trou noir pour lequel les forces de marée sont négligeable et on enlève toute matière en accrétion)

ba ta lampe, c'est pas de la matière ?
je comprends pas là ... comme si des objets ponctuels isolés étaient dans une bulle intouchable, alors que toute autre matière se ferait déchirer ... y a comme un truc bizarre.

Alors comme j'aime bien essayer de piger j'ai des questions :

1) Qu'est-ce qui fait autant chauffer la matière du disque d'accrétion qui ne ferait pas chauffer l'astronaute ou la lampe ?

2) A quelle vitesse la matière du disque d'accrétion du trou noir franchit-elle l'horizon dans nos modèles physiques (il me semblait qu'elle était proche de c)

3) quelle est la densité estimée a proximité de l'horizon dans le cas d'un disque d'accrétion et comment se justifie-t-elle ?

merci pour vos réponses.

[invite8915d466]

ba heuuu toi t'es pas fait de matière ?
pourquoi ce qui arrive a toute matière ne t'arriverait pas a toi ?

je ne suis pas fait de gaz. C'est la viscosité (en réalité turbulente mais c'est un détail technique) qui provoque l'échauffement. Les corps compacts ne subissent pas cet échauffement, ils tombent en ligne droite, comme dans tout champ de gravitation.

Encore une fois, les disques d'accrétion ne sont pas spécifiques aux trous noirs, ils sont aussi observés dans les étoiles en formation, et ça n'a rien à avoir avec l'horizon, ni meme avec la relativité. Ils sont simplement moins chauds, mais quand meme, ils peuvent atteindre des milliers de °C et contribuer notablement à la luminosité de l'étoile.

Quelques belles images de ces disques par le téléscope spatial par exemple :

http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0917.html

[inviteec0d6e6f]

Dans le référentiel en chute libre, il ne se passe rien de particulier, tout reste allumé.

attends, corriges moi stp, mais si j'ai pigé un peu la relativité générale, la chute libre dans un trou noir correspond uniquement a une chute en spirale autour de la singularité.
comme l'orbite terrestre est une chute libre a une vitesse supérieure a la première vitesse cosmique.

En vertu de quoi, si j'ai bon, les vitesses atteintes par un objet qui passerait l'horizon d'un trou noir seraient forcément très proches de c (puisqu'il faudrait une vitesse supérieure a c pour pouvoir s'en échapper).
Avec tout les problèmes que ça implique pour l'astronaute ou la lampe.