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effondrement gravitationnel: matière ?



  1. #1
    Loutchos

    effondrement gravitationnel: matière ?


    ------

    Bonjour,

    jai une question qui me turlupine depuis longtps !

    qqn sait comment est possible, d'un point de vue mécanistique, la compression gigantesque de la matière qui donne lieu à la formation des trous noirs.

    J'ai lu que si notre soleil devait devenir un trou noir, il faudrait que, tout en gardant sa masse, le densifier jusqu'à ce qu'il devienne aussi gros qu'un balle de tennis.

    Je peux admettre que les force gravitationnelles sont collossale et permette cette compression pour les trou noir.

    La nature de la matière a-t-elle changé lorsqu'on dit qu'un "astre s'effondre sur lui-meme à cause des forces gravitationnelles" ?
    Il est admis que dans les atomes qui constituent la matière, il ya 99,9999% de vide. Cela est il une constante dans l'univers ?

    -----

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  3. #2
    deep_turtle

    Re : effondrement gavitationnel: matière ?

    Alors je ne sais pas si on peut dire que c'est la "nature" de la matière qui change, mais effectivement pour qu'une telle compression soit possible il se passe des choses...

    Quand on comprime de la matière, les atomes cessent d'être des atomes, ils se dissocient, les électrons ne sont plus liés aux noyaux, on obtient un plasma. Si on continue de comprimer, il se produit des réactions entre électrons et protons, qui se combinent pour former des neutrons. Du coup il n'y a plus de noyaux chargés et la force électrostatique cesse d'être un frein à la compression. Et puis si on comprime encore, on obtient de la matière nucléaire et non plus des noyaux séparés... une sorte de soupe de quarks et de gluons...

  4. #3
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : effondrement gavitationnel: matière ?

    Citation Envoyé par Loutchos
    jai une question qui me turlupine depuis longtps !

    qqn sait comment est possible, d'un point de vue mécanistique, la compression gigantesque de la matière qui donne lieu à la formation des trous noirs.

    J'ai lu que si notre soleil devait devenir un trou noir, il faudrait que, tout en gardant sa masse, le densifier jusqu'à ce qu'il devienne aussi gros qu'un balle de tennis.
    Un trou noir de 1 masse solaire ferait en gros 3 km de rayon.

    A calculer même de tête c'est simple : tu prend le log de la masse en kg log(2e30) = 30 pour le Soleil, et tu retires 27, log(2G/c²) exactement. Ca te donne le diamètre du trou noir correspondant en m




    Je peux admettre que les force gravitationnelles sont collossale et permette cette compression pour les trou noir.

    La nature de la matière a-t-elle changé lorsqu'on dit qu'un "astre s'effondre sur lui-meme à cause des forces gravitationnelles" ?
    Il est admis que dans les atomes qui constituent la matière, il ya 99,9999% de vide. Cela est il une constante dans l'univers ?
    A cette échelle de la physique, c'est même 100% de vide . La matière est un champs excité du vide, si tu veux. C'est pas fait de "plein" (plein de QUOI ??? d'ailleurs) dans du vide.

    a+

  5. #4
    Thioclou

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Bonjour,
    Citation Envoyé par deep_turtle
    Alors je ne sais pas si on peut dire que c'est la "nature" de la matière qui change, mais effectivement pour qu'une telle compression soit possible il se passe des choses...

    Quand on comprime de la matière, les atomes cessent d'être des atomes, ils se dissocient, les électrons ne sont plus liés aux noyaux, on obtient un plasma. Si on continue de comprimer, il se produit des réactions entre électrons et protons, qui se combinent pour former des neutrons. Du coup il n'y a plus de noyaux chargés et la force électrostatique cesse d'être un frein à la compression. Et puis si on comprime encore, on obtient de la matière nucléaire et non plus des noyaux séparés... une sorte de soupe de quarks et de gluons...
    Et si on comprime encore cette soupe de quarks....?
    Si les quarks sont les briques de base constituant la matière, il doit exister une valeur de pression telle que les quarks se transforment en énergie pure, d'où disparition de la matière constituant le trou noir, d'où disparition du trou noir avec dispersion de son énergie dans un flash gigantesque ressemblant à un bigbang...
    Dernière modification par Rincevent ; 22/09/2005 à 12h00.

  6. #5
    Rincevent

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    bonjour,

    Citation Envoyé par Thioclou
    Si les quarks sont les briques de base constituant la matière, il doit exister une valeur de pression telle que les quarks se transforment en énergie pure,
    euh, oui, si tu veux, mais ce tel truc serait ce qu'on peut appeler un trou noir. Enfin, c'est pas encore très clair "de quoi est fait un trou noir", mais ce que tu racontes ressemble plus à comment naît un trou noir qu'à autre chose...

    d'où disparition de la matière constituant le trou noir,
    niet... dans un trou noir tu n'as plus de quarks, ça c'est sûr...

    d'où disparition du trou noir avec dispersion de son énergie dans un flash gigantesque ressemblant à un bigbang...
    perdu...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Loutchos

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Tout d'abord, merci pour vos réponse, qui éclaire un peu + ma lanterne.

    Citation Envoyé par Rincevent
    niet... dans un trou noir tu n'as plus de quarks, ça c'est sûr...
    donc si j'ai bien compris, d'après les connaissances actuelles, tout porte à croire qu'un trou noir n'est pas constitué de matière.

    Meme pas des quarks. Bon je suis pas physicien, ni astrophysicien, mais alors toute cette matière s'est effondré, densifié, compacté...
    Mais alors, qu'est-ce qui empèche le trou noir de devenir infiniment petit... qu'est-ce qui fait que cette effondrement s'arrete à un momen donné.

    Exsiste-t-il des estimations de taille de trou noir ?

    Cela me fait un peu mieux comprendre ce que j'ai lu dans le dernier bouquin des Bogdanov (Rem: prière de ne pas polémiquer la dessus, ce n'est pas le but du post !): on y parle de "singularité" au moment du big bang. Et cela pourrait s'appliquer aux trous noirs.

    Donc un trou noir peut ne pas avoir de dimension ?

    Citation Envoyé par Rincevent
    niet... dans un trou noir tu n'as plus de quarks, ça c'est sûr...
    petite remarque: ca veut dire quoi "ca c'est sur..."

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  10. #7
    kaya31

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Voilà un fil qui est un bon moyen de voir si j'ai compris quelque chose à mes lectures sur le sujet...

    Si je ne m'abuse, la modélisation qu'on a des trous noirs nous vient de Pennrose qui a en quelque sorte inversé le modèle du big bang.
    Donc je suppose que la notion de singularité employée dans la théorie du big bang doit pouvoir s'appliquer aussi.
    Pour ce qui est des limites de l'effondrement, il n'y en a pas si j'ai bien compris. Par contre, la densité devient telle que la notion de temps elle même se distend. Si j'ai bien compris, plus le trou noir rapetisse, plus le temps (dans son voisinage) se distend et plus il lui faut de temps (dans notre référentiel) pour continuer a s'effondrer...

    Pour le reste, ca me parait bizarre de parler de diamètre de trou noir... En fait un trou noir deforme tellement l'espace temps qu'il piege meme la lumiere dans son proche voisinage.
    Quand vous parlez de rayon de trou noir, est ce que ça sous entend la distance au trou noir en deça de laquelle la lumière est piégée ???
    Enfin cette notion de piège à lumière est assez surprenante dans la mesure où elle signifie qu'on ne peut pas "voir" un trou noir à proprement parlé... On peut juste observer les perturbations qu'il va provoquer. Bref, on ne peut l'observer qu'indirectement...

    Voilà en gros ce que j'ai cru comprendre sur ce thème...
    Si je me trompe complètement, j'espere que des astrophysiciens dignes de ce nom pourront pointer mes errements et corriger mes incompréhensions.

  11. #8
    Loutchos

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Citation Envoyé par kaya31
    Voilà un fil qui est un bon moyen de voir si j'ai compris quelque chose à mes lectures sur le sujet...
    réponse d'un profane à un profane: je suis sur la meme longueur d'onde que vous

    Citation Envoyé par kaya31
    Quand vous parlez de rayon de trou noir, est ce que ça sous entend la distance au trou noir en deça de laquelle la lumière est piégée ???
    Avec mon état de compréhension actuelle du problème, je partage votre perplexité quand au diamètre d'un trou noir... d'autant plus que l'espace temps est déformé par le trou noir. Donc rien ne dit que le trou noir est resté une boule.

    En fait, c'est du à une mauvaise interprétation de ce que j'ai lu d'un bouquin d'hubert reeve. Il affirmait que si une main imaginaire compressait le soleil pour le faire devenir aussi gros qu'une balle de tennis, il n'y aurait pas d'effet sur la rotation des planète autour du soleil (puiske la masse du soleil n'a pas changé), en revanche, le soleil n'émettrais plus de lumière.

  12. #9
    Rincevent

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Citation Envoyé par kaya31
    Pour le reste, ca me parait bizarre de parler de diamètre de trou noir...
    tu mets le doigt sur un truc qui n'est pas souvent dit explicitement. La relativité générale nous a appris que les notions de système de coordonnées et de distance étaient beaucoup plus complexes que ce que l'on croyait. Quand on parle de rayon d'un trou noir, si on entend "distance entre la singularité centrale et l'horizon (là où se trouve le point de non-retour)", c'est donc maladroit car c'est pas défini de manière unique (en tous cas en relativité générale). Le problème se pose d'ailleurs aussi avec des étoiles relativistes qui ne contiennent pas de singularités (étoiles à neutrons par exemple).

    Mais on peut montrer qu'une façon de "définir proprement" le diamètre (ou le rayon) d'un trou noir, c'est de dire que le rayon c'est par définition sa circonférence divisé par ou bien la racine carrée de (sa surface divisée par ). La raison pour laquelle c'est mieux de faire comme ça est liée au fait que ces mesures impliquent des "déplacements" qui respecte les symétries des objets (grossièrement : quand tu tournes autour d'un trou noir pour mesurer sa circonférence, il te semble toujours identique... alors que si tu rentres dedans pour aller de la singularité à l'horizon, tu passes par des endroits très différents)

    Citation Envoyé par Loutchos
    Donc rien ne dit que le trou noir est resté une boule.
    si, si : y'a des théorèmes mathématiques qui énoncent ça de manière très propre (cf Hawking, Penrose and Cie)... enfin, en tous cas quand on prend pas en compte la rotation...
    Dernière modification par Rincevent ; 22/09/2005 à 14h35.

  13. #10
    Thioclou

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Rincevent
    .............
    niet... dans un trou noir tu n'as plus de quarks, ça c'est sûr...
    Mais alors, sous quelle forme est la matière dans un trou noir?

  14. #11
    kaya31

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Tiens au passage, une petite question sur les modèles théotiques des trous noirs : je suppose que la physique peut décrire ce qui se passe lors de l'écroulement jusqu'à une certaine limite (comme elle n'arrive plus à décrire ce qui se passe quand on se rapproche trop du big bang). Quelle est justement cette limite ???

  15. #12
    Rincevent

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Citation Envoyé par Thioclou
    Mais alors, sous quelle forme est la matière dans un trou noir?
    y'en a qui disent que les trous noirs sont rien de plus que des pelotes de superlaine...

    plus sérieusement, pour répondre à cette question il faudrait avoir une théorie qui sache décrire la gravitation de manière quantique et certainement la matière à très très très haute densité. Pour le moment, on a au mieux divers candidats (en cours de fabrication), mais rien de définitivement valable. Toutefois, parmi ces candidats, la théorie des supercordes dit grossièrement qu'un trou noir pourrait ressembler à une boule de supercordes... Mais bon, ça reste spéculatif... A suivre donc...

    Citation Envoyé par kaya31
    Quelle est justement cette limite ???
    dès que les densités d'énergie mises en jeu dans l'effondrement dépassent les valeurs maximales observées dans les collisionneurs, on entre dans le spéculatif. Y'a certainement un régime au-delà de ce qui a déjà été testé où les théories qui décrivent la matière (le fameux modèle standard de la physique des particules) sont encore valables, mais quand on dépasse de beaucoup l'énergie d'unification électrofaible, on peut plus être trop affirmatif...

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  17. #13
    meszigues

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Bonjour
    Ce que je n'ai pas réussi à comprendre c'est que l'on dit, que dans certains cas le diamètre d'un trou noir peut être plus petit que celui d'un noyau d'atome.
    Commant quelque chose qui contient plusieurs noyaux peut-être plus petit qu'un seul noyau ?

  18. #14
    Garion

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Citation Envoyé par meszigues
    Bonjour
    Ce que je n'ai pas réussi à comprendre c'est que l'on dit, que dans certains cas le diamètre d'un trou noir peut être plus petit que celui d'un noyau d'atome.
    Commant quelque chose qui contient plusieurs noyaux peut-être plus petit qu'un seul noyau ?
    Parceque le noyau lui-même est plein de vide.

  19. #15
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : effondrement gravitationnel: matière ?

    Citation Envoyé par meszigues
    Bonjour
    Ce que je n'ai pas réussi à comprendre c'est que l'on dit, que dans certains cas le diamètre d'un trou noir peut être plus petit que celui d'un noyau d'atome.
    Commant quelque chose qui contient plusieurs noyaux peut-être plus petit qu'un seul noyau ?
    Dans l'hypothèse où la matière serait faite de supercordes on imagine que toutes les particules de la matière se présentent ultimement, à la dimension de Planck (1e-35 m), sous forme de structures vibrantes unidimentionnelle (les cordes). L'énergie de la corde est représenté par le mode de vibration. Dans un développement ultérieur on peut aussi imaginer que ces cordes sont en fait des cas particulier de structure plus générale, les branes : on peut imaginer des tubes ou des membrane (2-branes), des volumes (3-brane) et plus généralement des p-branes, mais bref, restons en au 1-brane (corde). Ces cordes peuvent fusionner : toute la matière (c'est à dire toutes les 'tites cordes) englouties dans un TN et arrivant a la singularité pourrait fusionner et la singularité n'être constitué que d'une corde (dans l'U. élégant il parle plutôt 'une 2-brane je crois ? mais c'est l'idée).

    La dimension de la singularité ne seraient ainsi pas inférieur à la dimension de Planck ce qui est incroyablement, mais pas infiniment, petit. Le rapport de taille entre le proton et la dimension de Planck est le même qu'entre la Galaxie et une bille d'écolier...

    a+

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