Les trous noirs sont-ils dans notre « univers » ?

[invitee6f0086a]

Bonjour à tous,

Si j’ai bien compris, les trous noirs sont indirectement observables, par les rotations d’astres proches du TN. Les TN ont été également « perçu » au niveau mathématiques, avant même leur confirmations par les observations.

Bref, que se soit au niveau mathématiques ou par les observations indirectes, les TN existent, pour nous.

Il semblerait que derrière l’horizon des événements d’un TN, on ne sait pas grand chose, voire rien.

A vous lire, il y a la RG pour le « grand », et la MQ pour le « petit » (en gros).

Les trous noirs, de quelles théories sont-ils rattachés ?

Autant de matière qui s’effondre dans un « point » ou « singularité » infiniment petit, m’interpelle quelque peu.

Nous essayons de comprendre notre univers avec les 3D et le temps, mais les trous noirs ne semblent pas cohabiter avec ces 4 dimensions (du moins comme nous le concevons).

D’où mon interrogation, les trous noirs font-ils partis de « notre univers » en 4D ?

Merci,
-----

[invite42cd6fb5]

Bonjour à tous,

Si j’ai bien compris, les trous noirs sont indirectement observables, par les rotations d’astres proches du TN. Les TN ont été également « perçu » au niveau mathématiques, avant même leur confirmations par les observations.

Bref, que se soit au niveau mathématiques ou par les observations indirectes, les TN existent, pour nous.

Il semblerait que derrière l’horizon des événements d’un TN, on ne sait pas grand chose, voire rien.

A vous lire, il y a la RG pour le « grand », et la MQ pour le « petit » (en gros).

Les trous noirs, de quelles théories sont-ils rattachés ?

Autant de matière qui s’effondre dans un « point » ou « singularité » infiniment petit, m’interpelle quelque peu.

Nous essayons de comprendre notre univers avec les 3D et le temps, mais les trous noirs ne semblent pas cohabiter avec ces 4 dimensions (du moins comme nous le concevons).

D’où mon interrogation, les trous noirs font-ils partis de « notre univers » en 4D ?

Merci,

bonjour,

Je ne suis pas un specialiste, mais j'ai du mal avec cette phrase "les trous noirs ne semblent pas cohabiter avec ces 4 dimensions (du moins comme nous le concevons). "

Pourriez vous développer ? Parce que j'ai l'impression que vous vous demandez si les trous noirs n'existent que dans un univers paralelle ? sincèrement, je ne vois aucune raison pour qu'un trou noir ne puisse pas exister dans notre univers. Et d'ailleur, jusqu'a preuve du contraire, il n'y a qu' 1 univers. Donc, s'il n'est pas ici, il n'est nul part

[Optrolight]

Bonjour,
Les tous noirs sont un résultat de la théorie d'Einstein sur la relativité général.
Pour ces astres toutes les variables tendent vers l'infini et il est donc impossible d'en tirer des propriétés et de comprendre ce qui se passe à l'intérieur de l'horizon des évenements.
Aucune théorie n'est satisfaisante pour décrire les trous noirs.
La théorie des cordes non encore prouvé parvient apparement à résoudre les paradoxes observés et donc on pourrait dire que les trous noirs font parti de notre univers en 11D. 11D pour les 11 dimensions nécessaire pour la théorie des cordes.

Ma réponse, j'espère te donne quelque piste pour pousuivre ton interrogation et lire différents articles la dessus.

[invitee6f0086a]

bonjour,

Je ne suis pas un specialiste, mais j'ai du mal avec cette phrase "les trous noirs ne semblent pas cohabiter avec ces 4 dimensions (du moins comme nous le concevons). "

Pourriez vous développer ? Parce que j'ai l'impression que vous vous demandez si les trous noirs n'existent que dans un univers paralelle ? sincèrement, je ne vois aucune raison pour qu'un trou noir ne puisse pas exister dans notre univers. Et d'ailleur, jusqu'a preuve du contraire, il n'y a qu' 1 univers. Donc, s'il n'est pas ici, il n'est nul part

Bonjour Nicolasm,

J’ai lu quelque part, qu’au niveau mathématiques, le temps et l’espace était permutés derrière l’horizon des événements d’un trou noir.

A préciser que je suis totalement obtus aux dimensions parallèles et autres délires invérifiables.

Merci !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Andrei2010]

Les lois de la physique ne s'appliquent pas à la singularité ; on considère que l'espace et le temps s'y confondent. Par définition, la singularité n'a pas de volume, ni de taille : c'est un point dans le sens géométrique du terme.

La réponse à la question posée par notre colistier est très facile : puisque les singularités ont un effet sur des éléments de notre univers, elles font partie de celui-ci. Si les singularités nous relient à un autre univers, on peut les considérer comme l'entrée du "passage".

Tout ça reste très théorique, et je laisse les vrais connaisseurs approfondir le sujet.

[invite80fcb52e]

Il semblerait que derrière l’horizon des événements d’un TN, on ne sait pas grand chose, voire rien.

Pour ces astres toutes les variables tendent vers l'infini et il est donc impossible d'en tirer des propriétés et de comprendre ce qui se passe à l'intérieur de l'horizon des évenements.

Si si on sait bien décrire l'intérieur de l'horizon des évnèments, c'est juste la singularité qui pose problème.

Les trous noirs, de quelles théories sont-ils rattachés ?

Les trous noirs découlent de la relativité générale, théorie de la gravitation. C'est seulement la singularité où on aurait besoin d'une théorie quantique de la gravité pour la décrire.

Nous essayons de comprendre notre univers avec les 3D et le temps, mais les trous noirs ne semblent pas cohabiter avec ces 4 dimensions (du moins comme nous le concevons).

Ha bon et pourquoi ils ne pourraient pas cohabiter avec notre espace-temps 4D?

Aucune théorie n'est satisfaisante pour décrire les trous noirs.

Si la relativité générale, c'est d'ailleurs elle qui les a prédit théoriquement...

puisque les singularités ont un effet sur des éléments de notre univers, elles font partie de celui-ci.

L'hypothèse de la censure cosmique stipule qu'il n'existe pas de singularité nue, c'est à dire sans horizon des évènements, de ce fait la singularité ne pourra jamais affecter notre univers. Cette hypothèse n'est pas encore vérifiée mais semble être contredite par les simulations numériques.
Par contre un trou noir possède un horizon des évènements (c'est sa définition), donc la singulraité restera à jamais de notre univers observable et n'aura aucun lien causal sur celui-ci...

[Andrei2010]

L'hypothèse de la censure cosmique stipule qu'il n'existe pas de singularité nue, c'est à dire sans horizon des évènements, de ce fait la singularité ne pourra jamais affecter notre univers. Cette hypothèse n'est pas encore vérifiée mais semble être contredite par les simulations numériques.

Par contre un trou noir possède un horizon des évènements (c'est sa définition), donc la singulraité restera à jamais de notre univers observable et n'aura aucun lien causal sur celui-ci...

Je ne comprends pas ce que tu veux dire par "la singularité n'aura aucun lien causal avec notre univers". Elle influence son environnement de par son champ gravitationnel, pourtant.

[invite80fcb52e]

Le champ gravitationnel est déjà là avant que la singularité ne se forme, quand la matière s'effondre et forme l'horizon des évènements. Le fait que la singularité se forme à l'intérieur de l'horizon, fait que la singularité n'aura aucune influence sur nous, le champ est déjà là, à l'extérieur de l'horizon, donc ce qui se passe à l'intérieur, singularité ou pas ça ne fera rien sur l'extérieur...

Mais bon j'epsère que je dis pas de conneries, car on a déjà discuté...

[Andrei2010]

Effectivement, j'ai déjà entendu dire que la singularité n'a pas de champ gravitationnel. L'attraction du trou noir s'expliquerait par la "gravité résiduelle" de tout ce qu'il a ingurgité.

Mais, j'ai entendu dire aussi que la singularité concentre tout la gravité de ce qu'elle a englouti...

En tant que "vulgarisé superficiel", je préfère la seconde explication.

[invitee6f0086a]

Effectivement, j'ai déjà entendu dire que la singularité n'a pas de champ gravitationnel. L'attraction du trou noir s'expliquerait par la "gravité résiduelle" de tout ce qu'il a ingurgité.

Mais, j'ai entendu dire aussi que la singularité concentre tout la gravité de ce qu'elle a englouti...

Bonjour,

Au moment où l’étoile s’effondre, pour se transformer en trou noir, la seule matière absorbée est les restes de l’étoile elle même.

Comment aussi peu de matière peut créer un champ gravitationnel aussi important ?

Il me vient une autre question : en combien de temps, pour nous, une étoile se transforme en trou noir ? (l’instant t=0 étant le début de l’effondrement)

Merci,

[Andrei2010]

Au moment où l’étoile s’effondre, pour se transformer en trou noir, la seule matière absorbée est les restes de l’étoile elle même.

Comment aussi peu de matière peut créer un champ gravitationnel aussi important ?

Le champ gravitationnel d'un trou noir est fonction de la masse qu'il a absorbée. Un trou noir de 10 fois la masse du Soleil aura le champ gravitationnel 10 fois supérieur à celui du Soleil, et rien de plus.

Il me vient une autre question : en combien de temps, pour nous, une étoile se transforme en trou noir ? (l’instant t=0 étant le début de l’effondrement)

Ca dépend de la taille de l'étoile et de la vitesse à laquelle celle-ci brûle ses réserves. La seule "constante universelle", c'est qu'il faut une étoile d'au moins 3 fois la masse du Soleil, pour créer un trou noir.

[inviteec0d6e6f]

Comment aussi peu de matière peut créer un champ gravitationnel aussi important ?

Le champ gravitationnel résiduel, après l'effondrement en trou noir, correspond tout simplement a la masse de la matière qui s'est effondré dedans.

Quand tu dis "si peu de matière", ça fait quand même au moins 1.44 masses solaires (masse de Chandrasekhar) qui restent la dedans.
Mais le "problème", c'est que cette masse est tellement concentrée, qu'elle garde le champ gravitationnel d'une étoile dans un volume considérablement plus faible.
L'énergie gravitationnelle devient donc hautement concentrée.
Mais ça n'a de réels effets relativistes qu'a de très courtes portées.
tant que tu ne t'en rapproche pas (a quelques menus kilomètres), ça a les mêmes caractéristiques d'une étoile classique, au niveau gravitationnel.

Il me vient une autre question : en combien de temps, pour nous, une étoile se transforme en trou noir ? (l’instant t=0 étant le début de l’effondrement)

Une petite vidéo de simulation numérique de l'explosion de supernovæ qui va générer un trou noir.
Ça dure une poignée de secondes.
C'est malheureusement la seule simulation que j'ai trouvé qui donne un chronomètre a coté pour se rendre compte de la vitesse du phénomène.
Même si on ne voit pas la formation du trou noir en lui même, ça intervient juste après.

Quand tu penses que l'étoile que tu vois fais plusieurs (peut-être dizaine de) fois la masse du soleil, tu te rends compte a quel point ce phénomène est absolument cataclysmique !

Un truc comme ça qui arriverait dans notre proche banlieue (quelques milliers d'al, excuses du peu !), et s'en serait fini de notre planète !

[invite80fcb52e]

Une petite vidéo de simulation numérique de l'explosion de supernovæ qui va générer un trou noir.

Non c'est une supernova de type Ia, donc pas de trou noir en formation... C'est une naine blanche proche de 1,4 masse solaire qui explose!

[mach3]

L'attraction du trou noir s'expliquerait par la "gravité résiduelle" de tout ce qu'il a ingurgité.

pour être plus précis, pour un observateur loin du trou noir, comme nous par exemple, la courbure spatio-temporelle est telle au niveau de l'horizon que le temps y est comme figé (ce point de vue est décrit par la métrique de Schwarzschild). Du coup pour des observateur lointain comme nous, la matière ne traverse jamais l'horizon elle y reste figée. Toute cette matière "entassée" là peut donc librement exercer son influence gravitationnelle. Il ne s'agit donc pas vraiment d'une gravité résiduelle: la matière qui exerce cette gravité n'est pas en dessous de l'horizon de notre point de vue lointain.

Comment aussi peu de matière peut créer un champ gravitationnel aussi important ?

ce n'est pas l'intensité du champ qui compte pour un trou noir mais le fait que la matière soit assez dense pour qu'il y ait apparition d'un horizon (typiquement il faut que la masse de l'objet ait un rayon inférieur à son rayon de Schwarzschild).
A partir du moment où il y a un horizon, on a un trou noir, peu importe la masse.

Il me vient une autre question : en combien de temps, pour nous, une étoile se transforme en trou noir ? (l’instant t=0 étant le début de l’effondrement)

De notre point de vue lointain je pense que le trou noir se forme en un temps infini sinon très long (je ne sais pas le calculer à partir du peu que je connais). Pendant l'effondrement, la courbure spatio-temporelle augmente et donc le temps se dilate de plus en plus, ce qui fait que la date à laquelle on devrait "observer" l'apparition de l'horizon est sans cesse repoussée.
A y réfléchir comme ça, je me demande si il existe des trous noirs de notre point de vue: aucun effondrement n'aurait pu avoir le temps de se terminer de notre point de vue.
La réponse est tout autre pour un observateur au voisinage de l'étoile en effondrement, ça doit être assez rapide...

m@ch3

[invite4b0d1657]

L'hypothèse de la censure cosmique stipule qu'il n'existe pas de singularité nue, c'est à dire sans horizon des évènements, de ce fait la singularité ne pourra jamais affecter notre univers. Cette hypothèse n'est pas encore vérifiée mais semble être contredite par les simulations numériques.
Par contre un trou noir possède un horizon des évènements (c'est sa définition), donc la singularité restera à jamais hors de notre univers observable et n'aura aucun lien causal sur celui-ci...

Donc c'et exactement comme si la singularité avait quité notre univers !
Daniel100 a raison sur ce coup là.
Peu importe quelle ait vraiment quité notre univers, c'est comme si !

[invite80fcb52e]

Donc c'et exactement comme si la singularité avait quité notre univers !

Seulement notre univers observable...

[inviteec0d6e6f]

Non c'est une supernova de type Ia, donc pas de trou noir en formation... C'est une naine blanche proche de 1,4 masse solaire qui explose!

Ha zut, c'est donc pour ça qu'il ne figure pas a la fin.
T'aurais pas ça sous la main, par hasard, une simu numérique de l'effondrement d'une massive qui donne un trou noir, stp ?
J'ai bien cherché mais je n'ai pas trouvé

[inviteec0d6e6f]

Peu importe quelle ait vraiment quité notre univers, c'est comme si !

C'est comme si, c'est comme si ... reste la preuve gravitationnelle que rien n'a disparu quand même !
Si cette matière (redevenue énergie) avait disparu de notre univers, alors il y aurait un déficit a ce point de vue là, quelque part.
Or, ce n'est pas le cas.

On peut plutôt dire qu'elle a atteint un état exotique.
Qui sous entend des changements très profonds.
Dont le fait, entre autre, qu'elle ne nous permette plus de l'observer.
Mais on ne peut pas dire qu'elle a disparu.

[invitee6f0086a]

Merci à tous pour vos remarques passionnantes, ainsi que pour cette vidéo très instructive.

Du coup pour des observateurs lointains comme nous, la matière ne traverse jamais l'horizon elle y reste figée. Toute cette matière "entassée" là peut donc librement exercer son influence gravitationnelle.

Ca me rappel un certain sujet…

Cela veut-il dire que la singularité est restée la même depuis sa « création » ? (pour nous observateur).

[inviteec0d6e6f]

Cela veut-il dire que la singularité est restée la même depuis sa « création » ? (pour nous observateur).

En fait, c'est impossible d'en parler autrement que mathématiquement.
La vulgarisation trouve ici des limites claires, un "horizon" au sens propre et figuré, infranchissable.
C'est pour ça, par exemple, que moi je fais une impasse la dessus.
Tu pourras essayer d'y coller toutes les images que tu veux, aucune ne conviendra.
Perso, j'ai donc décidé de m'arrêter juste avant l'horizon du trou noir, là ou on peut encore piger a peu près ce qui se passe.

A moins d'aller voir sur place de ses propres yeux, et c'est pas trop conseillé, même si c'était possible, car ce serait un aller simple.

[invité576543]

A y réfléchir comme ça, je me demande si il existe des trous noirs de notre point de vue: aucun effondrement n'aurait pu avoir le temps de se terminer de notre point de vue.

Une manière de résoudre cette interrogation est de dire que "le trou noir existe" quand les conditions sont réunies pour que l'effondrement soit inéluctable. Pour toute application pratique pour un observateur lointain, cela suffit.

Une question bizarre est s'il peut exister des trous noirs qui ont, pour un observateur lointain, un horizon formé. Il me semble que ce n'est pas nécessairement contradictoire avec les modèles en vigueur si la formation s'est faite "aux échelles de Planck".

[invitee6f0086a]

Je résume ce que j’ai compris de vos réponses :

La singularité est bien dans l’univers, mais dans un état exotique de celui-ci, au delà de notre univers observable.

Celle-ci ne repose sur aucune théorie car limite pour la RG.

Je me pose donc la question, sur quoi nous nous basons pour introduire cette notion de singularité ?, surtout que celle-ci n’interfère pas sur notre environnement.

Est-ce juste une « image » pour donner un « centre » aux trous noirs ?

Mais effectivement, on peut se poser la question sur le devenir de la matière de l’étoile qui c’est effondrée. Il semblerait qu’elle soit dans un « point » de notre univers.

Pour conclure, il y a des « points » ou « singularités » de plusieurs masses solaires qui n’interagissent avec rien. A se demander si ces masses solaires existent pour nous, dans notre univers.

[invite80fcb52e]

La singularité est bien dans l’univers, mais dans un état exotique de celui-ci, au delà de notre univers observable.

Elle est inobservable, ça veut pas dire qu'elle se trouve au delà de notre horizon cosmologique.

Celle-ci ne repose sur aucune théorie car limite pour la RG.

Si c'est la RG qui prédit une singularité, mais pour être correct il faudrait à un moment décrire l'état très dense de la matière par une théorie de gravité quantique. C'est surement pour ça qu'en utilisant une théorie incomplète (la RG) pour décrire cet état on se retrouve avec une singularité, autrement dit des infinis qui n'ont surement rien de physique!!

Je me pose donc la question, sur quoi nous nous basons pour introduire cette notion de singularité ?, surtout que celle-ci n’interfère pas sur notre environnement.

Sur la RG, mais comme je l'ai dit on dépasse les limites de la théorie, donc soit on dit qu'on sait pas ce qui se passe car on n'a pas encore de théorie quantique de la gravité qui tienne la route, soit on dit qu'il y a une singularité mais que c'est surement faux! A toi de voir...

[mach3]

La singularité est bien dans l’univers, mais dans un état exotique de celui-ci, au delà de notre univers observable.

Celle-ci ne repose sur aucune théorie car limite pour la RG.

Je me pose donc la question, sur quoi nous nous basons pour introduire cette notion de singularité ?, surtout que celle-ci n’interfère pas sur notre environnement.

La RG nous donne une singularité au centre du trou noir, ce que cela montre surtout, c'est quelle atteint là ses limites. Si on ne dépasse pas le cadre de la RG, tout raisonnement sur cette singularité n'est que pure spéculation.
On parle de singularité pour l'instant, parce que c'est la seule chose qu'on a dans le paradigme actuel. Il est probable que lors de la prochaine révolution scientifique (théorie des cordes et/ou gravité quantique à boucle arrivées à maturation), les singularités disparaissent tout simplement du "paysage" scientifique.

Mais effectivement, on peut se poser la question sur le devenir de la matière de l’étoile qui c’est effondrée. Il semblerait qu’elle soit dans un « point » de notre univers.

si on est dans un référentiel en chute libre aux abord de l'étoile en effondrement oui, sinon c'est juste un horizon (sphérique et non ponctuel) en formation.

Pour conclure, il y a des « points » ou « singularités » de plusieurs masses solaires qui n’interagissent avec rien. A se demander si ces masses solaires existent pour nous, dans notre univers.

idem, question de référentiel. Pour un observateur A en chute libre, la fin de la chute est sur un point, mais le temps qu'il l'atteigne (pour lui quelques minutes) il se sera passé un temps infini pour les observateurs B lointains (pour lesquels A n'en fini pas de s'immobiliser sur l'horizon).
Pour A toute la masse fini sur un point, pour B, elle reste à l'extérieur de l'horizon et exerce donc sans problème son attraction gravitationnelle.

D'ailleurs je me demande: est-ce qu'on doit déduire la masse du coeur de l'étoile, qui est sous l'horizon lors de sa création, de la masse responsable de l'attraction gravitationnelle du trou noir?
Ou alors la formation de l'horizon est graduelle? partant du point central (ce que mmy voulait dire par "aux échelles de Planck") et ne progressant donc jamais pour un observateur lointain?

m@ch3

[invitee6f0086a]

Merci pour ces précisions, pas simple un trou noir…

A mach3,

Plusieurs fois, tu as émis l’hypothèse, que la matière « avalée » par un TN, restait en périphérie, pour nous.

Voudrais-tu dire qu’TN n’a encore rien « avalé », pour nous observateurs ? et que celle-ci reste sur l’horizon ? (toujours pour nous).

[mach3]

Plusieurs fois, tu as émis l’hypothèse, que la matière « avalée » par un TN, restait en périphérie, pour nous.

Voudrais-tu dire qu’TN n’a encore rien « avalé », pour nous observateurs ? et que celle-ci reste sur l’horizon ? (toujours pour nous).

ce n'est pas une hypothèse, mais une prédiction de la RG. Si on considère la métrique de Schwarzschild, qui prévaut pour un observateur loin d'un objet sphérique et qu'on calcule les lignes d'univers de photons (c'est plus facile avec eux...) allant vers le centre de l'astre, on constate qu'elles divergent vers l'infini pour une distance spécifique, le rayon de Schwarzschild. En clair, ces photons ne touchent l'horizon du trou noir qu'au bout d'un temps infini.
Tout autre objet matériel allant moins vite que la lumière, il mettra encore plus de temps pour atteindre l'horizon (donc un temps infini aussi).

Pour un observateur lointain donc, un trou noir n'a jamais rien avalé!

m@ch3

[invitee6f0086a]

Pour un observateur lointain donc, un trou noir n'a jamais rien avalé!
m@ch3

Alors là, j’en suis tombé de ma chaise !

Je fais référence à un sujet que j’avais posté il y a quelques mois, comme quoi les TN n’ont jamais rien avalés, pour nous.

Je crois que les membres imminents de ce forum ne sont pas d’accord avec ce postulat.

[mach3]

il y a surement eu un qui-proquo dans cette précédente discussion...

je précise bien que ce que je dis concerne des observateurs lointains. Pour un objet qui tombe sur le trou noir, l'horizon est franchi et la singularité atteinte en un temps fini. Il faut évidemment considérer une autre métrique que celle de Schwarzschild qui n'est pas adaptée dans ce cas (celle de Painlevé convient mieux par exemple: http://en.wikipedia.org/wiki/Gullstr...A9_coordinates , en anglais désolé...).

Évidemment, on ne peut pas aller faire l'expérience, vu que c'est un voyage sans retour.

m@ch3

[invite80fcb52e]

Je crois que les membres imminents de ce forum ne sont pas d’accord avec ce postulat.

Le fait qu'on ne voit pas (verra jamais) la matière tomber ne veut pas dire qu'elle n'est pas tombé (ne tombera pas)!!

Certes de notre point de vue la matière ne tombe pas, mais la réalité physique de ce qui se passe est du point du vue de la matière, dans son référentiel propre, et dans ce cas elle tombe. Donc je suis pas sur qu'on puisse dire que les trous noirs sont vides (puisque c'était ça le débat)...

[mach3]

Donc je suis pas sur qu'on puisse dire que les trous noirs sont vides

non, on ne peut pas, car si je comprend bien (une pièce du puzzle s'est p-t assemblé dans ma tête), de notre point de vue lointain, l'horizon est figé au début de sa création (il serait ponctuel en première approximation), donc il n'y a "pas encore" (pour autant qu'on puisse le dire vu que le temps ne s'écoule pas de notre point de vue) d'intérieur à remplir.
Il faut se rapprocher du trou noir pour que le "temps commence à s'écouler un peu" et que l'horizon grossisse et gobe la matière qui le recouvre.

m@ch3