Pourquoi l'horizon d'un TN ne desintègre pas??

[invite9e0be6e7]

Bonjour,

Voila j'ai lu dans quelques bouquins, certains plus sérieux que d'autres qu'un observateur qui passerait l'horizon d'un trou noir ne ressentirait rien de particulier, puis que par la suite, plus il se rapprochait de la singularité plus les forces de marée seraient importantes jusqu'à briser les atomes eux mêmes. Au début ça m'a semblé normal, mais en y réfléchissant de plus prêt, tout ce qui passe l'horizon ne peut plus transmettre d'information à l'extérieur de l'horizon, alors comment ça se fait que ce qui y passe ne soit pas désintégré??
En effet, imaginons une molécule qui traverse l'horizon, lorsque les premiers atomes de cette molécule traversent l'horizon, ils ne peuvent plus interagir avec ceux en dehors de l'horizon, et donc la molécule doit se briser non? De même avec les protons et neutrons d'un atome non? Leurs quarks ne peuvent plus envoyer de gluons en dehors de l'horizon ce qui casse les neutrons et protons non?
J'ai pensé que ça s'expliquait peut être par le fait qu'une particule n'est pas forcement définie en un point et donc qu'elle peut être dans l'horizon et en dehors, mais j'ai un doute avec cette idée.

merci de m'éclairer
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[Deedee81]

Salut,

alors comment ça se fait que ce qui y passe ne soit pas désintégré??
En effet, imaginons une molécule qui traverse l'horizon, lorsque les premiers atomes de cette molécule traversent l'horizon, ils ne peuvent plus interagir avec ceux en dehors de l'horizon, et donc la molécule doit se briser non?

Ca dépend si l'objet, molécule,... s'arrête ou pas sur l'horizon. S'il s'arrête, la partie qui est déjà passée va être inexorablement entrainée vers le centre. Ce qui veut dire que pour maintenir le reste à l'extérieur il faudra une force colossale.... jusqu'à ce que l'objet se brise.

Par contre, s'il est en chute libre, sans contrainte, il n'y a aucun problème. Suppose que "l'avant" de l'objet (molécule ou autre) émette un signal vers l'arrière. Etant donné qu'il est passé l'horizon ce signal va en fait continuer à aller vers le centre mais moins vite que l'avant. Mais l'arrière aussi tombe dans le trou noir. Il rattrape le signal et le capte bel et bien. C'est même tel qu'il ne se rendrait pas compte qu'il est passé l'horizon (il ne peut le voir qu'en observant autour de lui, mais aucune expérience locale ne permettrait de le savoir). Localement, tout ce qui peut lui indiquer qu'il est en train de tomber dans un trou noir c'est la mesure des effets de marrée. Mais même ceux-ci ne varient pas brutalement en passant l'horizon, les forces de marrées augmente progressivement au fur et à mesure qu'il approche du centre.

C'est le même phénomène qu'un voyageur qui marche dans un train, vers l'arrière du train (disons vers le wagon restaurant ). Si le train roule, le voyageur va quand même se déplacer vers l'avant, avec le train, mais ça ne l'empêchera d'atteindre le restaurant pour casser la croute.

Ce sont ces effets de marrée qui sont destructeur. Pour un trou noir de masse solaire, ces effets sont déjà violents près de l'horizon. Pour un trou noir supermassif, ces effets de marrée sont très faible près de l'horizon (car la taille du trou noir augmente comme sa masse, tandis que les effets de marrée augmentent avec la masse mais diminuent comme le cube de la distance). Mais arrivé près du centre, dans tous les cas, ces effets de marrées deviennent gigantesques.

Reprenons les expériences locales avec le signal envoyé de l'avant vers l'arrière. Il peut s'amuser à faire faire des aller-retour à un signal d'avant en arrière. Il est clair que l'arrière va à la rencontre du signal dans un sens, mais que l'avant doit être rattrapé par le signal dans l'autre sens. Ce n'est pas symétrique et on devrait observer une différence. La vitesse locale de la lumière étant toujours c (c'est une propriété de l'espace-temps et un postulat de la relativité), l'effet se manifeste sur la longueur d'onde de la lumière. Un redshift vers l'arrière, un blue shift vers l'avant et une différence dans l'écoulement du temps entre l'arrière et l'avant. Cela lui indique qu'il tombe dans un champ gravitationnel intense. En fait, cet effet est strictement proportionnel aux effets de marrée ! Cet effet de décalage temporel avant-arrière et de redshift risque de causer de sérieux problème mais les effets de marrée détruisent tout bien avant

J'ai pensé que ça s'expliquait peut être par le fait qu'une particule n'est pas forcement définie en un point et donc qu'elle peut être dans l'horizon et en dehors, mais j'ai un doute avec cette idée.

Non, ce n'est pas lié d'autant que cette position mal définie des particules n'est pas propre au trou noir. C'est une propriété générale des particules (ça fait partie de la mécanique quantique).

[bb98]

Bonjour

Cette vidéo montre des choses intéressantes :

http://video.google.com/videoplay?do...9164658758924#

Ce sont des images de synthèse personne n'y est allé voir

[invite9e0be6e7]

merci pour ces explications, mais j'ai du mal à comprendre

La vitesse locale de la lumière étant toujours c (c'est une propriété de l'espace-temps et un postulat de la relativité), l'effet se manifeste sur la longueur d'onde de la lumière. Un redshift vers l'arrière, un blue shift vers l'avant et une différence dans l'écoulement du temps entre l'arrière et l'avant

mais un photon émit de derrière l'horizon a une longueur d'onde infini donc une énergie nulle non? il faudrait que la particule qui arrive vers l'horizon pour capter ce photon ai une vitesse de c pour avoir un blue shift suffisant pour que le photon ai une énergie non?

d'ailleurs, c'est pas une des causes du rayonnement d'hawking?? une un électron et un positron devraient s'attirer et pourtant l'une des particules est absorbée par le trou noir, en supposant que c'est le positron, l'électron n'arrivera donc jamais à rattraper le positron.

C'est le même phénomène qu'un voyageur qui marche dans un train, vers l'arrière du train (disons vers le wagon restaurant ). Si le train roule, le voyageur va quand même se déplacer vers l'avant, avec le train, mais ça ne l'empêchera d'atteindre le restaurant pour casser la croute.

j'ai du mal avec cette image, parce que contrairement au trou noir, rien n'empêche le voyageur d'atteindre le wagon souhaité, il n'y a pas d'horizon qui empêche le voyageur de franchir une limite.

j'ai compris l'histoire de l'arrière qui rattrape le signal avant, mais j'ai du mal à comprendre comment elle fait pour le rattraper avec le redshift qui va "annuler" l'information, pour moi, deux particules peuvent échanger un signal derrière l'horizon ou devant l'horizon mais pas entre puisque par définition rien ne peut en ressortir non? j'ai du mal a imaginer qu'une particule situé devant l'horizon puisse rattraper un signal qui ne peut pas émerger de derrière l'horizon.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

mais un photon émit de derrière l'horizon a une longueur d'onde infini donc une énergie nulle non?

Non. Un photon émis par un corps près de l'horizon subit un fort redshift pour un observateur lointain. Pour qui accompagne la source, le photon a sa longueur d'onde habituelle.

De même sous l'horizon, le photon émis n'arrive jamais à un observateur extérieur. Mais pour un observateur qui suit la source, aucun problème. Idem pour "l'arrière" de l'objet qui passe lui aussi l'horizon et va à la rencontre de ce photon.

d'ailleurs, c'est pas une des causes du rayonnement d'hawking??

Oulàlà, évitons ce genre de complication. La RG est déjà fort compliquée. Si tu y adjoins les difficultés de la mécanique quantique et de la théorie quantique des champs, on n'est pas sorti de l'auberge.

j'ai du mal avec cette image, parce que contrairement au trou noir, rien n'empêche le voyageur d'atteindre le wagon souhaité, il n'y a pas d'horizon qui empêche le voyageur de franchir une limite.
j'ai compris l'histoire de l'arrière qui rattrape le signal avant, mais j'ai du mal à comprendre comment elle fait pour le rattraper avec le redshift qui va "annuler" l'information, pour moi, deux particules peuvent échanger un signal derrière l'horizon ou devant l'horizon mais pas entre puisque par définition rien ne peut en ressortir non? j'ai du mal a imaginer qu'une particule situé devant l'horizon puisse rattraper un signal qui ne peut pas émerger de derrière l'horizon.

La particule elle aussi passe l'horizon. Elle ne va pas rattraper le signal avant d'avoir franchit ce pas.

Pour mieux voir qu'il n'y a aucun problèle et pourquoi, revenons à l'analogie du train. Imaginons un ensemble de personne dans un wagon qui s'échangent des petits papiers. Ces petits papiers ce sont nos signaux.

Le train est à l'arrêt. La queue du wagon est au quai A et l'avant du wagon est au quai B. Un voyageur est à chaque extrémité du wagon et il n'y a aucun problème pour s'échanger les messages. Un voyageur extérieur, sur le quai A peut aussi voir par la fenêtre ces petits papiers échangés venus du quai B.

Maintenant le train démarre et roule vite, plus vite que le déplacement des voyageurs (analogie du passage de l'horizon). Nos voyageurs s'échangent toujours des papiers mais aucun problème n'est constaté dans le wagon. Pourtant, ces papiers ne peuvent plus revenir en arrière, vers le quai A, vers l'observateur extérieur. Le train va trop vite.

Il n'y a aucun problème lors du passage de l'horizon (à part les effets de marée) car toutes les parties de l'objet passent l'horizon "en bloc" et les vitesses relatives restent inchangées entre les parties. Même si tout tombe sous l'horizon, tout comme nos voyageurs se déplacent en bloc tous dans la même direction (en s'éloignant du quai A) quoi qu'ils fassent même en courant très vite.

En sommes, pour le train, l'horizon est le point de la ligne où le train atteint la vitesse de déplacement des voyageurs. A partir de ce point, une fois passé, plus aucun voyageur n'arrivera à revenir à hauteur de cet point de la ligne.

La seule difficulté est liée à la relativité (invariance de la vitesse de la lumière). Mais ce n'es pas capital ici pour ce raisonnement car tu peux imaginer que les différentes parties de l'objet sont liées par un signal particulièrement lent comme le son. Même là ça ne poserait pas de difficulté !!! Localement, dans un infime domaine en chute libre, rien ne change, même pas la physique classique !

[invite9e0be6e7]

je pense que cette image du train me parle plus merci, j'pense avoir compris, mais dans le cas de vitesse très faible par rapport à c ça reste valable? si on passe l'horizon lentement il y a un problème la non?

[invitebd2b1648]

Une question m'interroge :

Sur l'horizon d'un trou noir, seul un objet ayant une masse reste figé du point de vue de l'extérieur et il se produit un redshift ... mais qu'en est-il pour un flux de photon ... ?

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