Formation d'un trou noir? Théorie personnelle

[invite620fa19c]

Bonjour à tous !

Voilà, depuis quelque temps je m'interroge sur la formation des trous noirs, et j'en suis arrivé à quelques hypothèses. N'ayant aucune formation ni quelconque capacités en physique, il m'est bien impossible de formuler tout cela en chiffre et formules.. En fait, le visionnage de quelques documentaires ("l'univers et ses mystères ", une série d'une quarantaine d'épisodes passionnants que je conseille à tous), m'a amené à m'interroger sur ce sujet. Je ne trouve rien sur internet pour corroborer ma théorie, c'est pourquoi je me tourne vers vous, bande d'astrophysicien :P. J'ai bien conscience que je suis très probablement dans l'erreur, et je vous remercie de bien vouloir m'expliquer pourquoi.

Imaginons deux étoiles gravitant l'une sur l'autre, ces deux étoiles sont attirés par un corps beaucoup plus massif qu'elles, un trou noir. Elles s'approchent de son horizon et commencent à orbiter autour de lui. Au fil du temps, l'une des étoiles est "aspirée" (elle rentre dans l'horizon.) Au moment où la première étoile passe l'horizon, la seconde étoile (ayant son orbite plus éloignée) est propulsé (grâce à la gravition du trou noir et à son orbite elliptique) à une vitesse telle que l'attraction du trou noir n'est plus suffisante pour maintenir cette étoile dans son orbite. L'étoile est donc propulsé à travers le cosmos à très grande vitesse.

Elle devient un étoile hyper-véloce, un corps stellaire se déplaçant suffisamment rapidement pour échapper à toute attraction. Ces objets existent, j'en tien pour exemple Zeta Ophiuchi, découvert par Wise.

Bref, c'est là que commence mon idée, que l'on peut résumer ainsi :

Admettons que l'étoile X est un objet extremement massif, dense et hyper-véloce, une étoile à neutron se mouvant très rapidement par exemple. L'étoile X hyper-véloce accélère progressivement par un processus que je ne peut expliquer. Elle atteint un vélocité (c'est là que ça coince, la vitesse de la lumière ne peut être dépassée) de 100,01% la vitesse de la lumière. Or, on sait que, passant la vitesse du son, un avion crée un bang supersonique, c'est-à-dire une concentration de l'onde de supression. On sait aussi qu'un objet très massif a une grande force de gravitation (et qu'un objet rapide voit son énergie de masse augmenter (pas trop sûr de ça) . Cette étoile X, passant le "mur de la lumière", forme elle aussi une concentration de même type. Cette concentration fabuleuse d'énergie cinétique est si forte qu'elle forme un trou noir.

Pour faire court et pour ceusse qui ont la flemme de lire : une étoile hyper-véloce passe la vitesse de la lumière. La concentration augmente au moment du passage du "mur de la lumière". Un trou noir se forme.

Cela est-il possible? Où suis-je simplement un véritable ahuri?
Merci d'avance pour votre attention et vos observations =)
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[erik]

c'est là que ça coince, la vitesse de la lumière ne peut être dépassée

Tu as toi même trouvé la faille dans ton raisonnement.

[Deedee81]

Salut,

Cela est-il possible? Où suis-je simplement un véritable ahuri?

Non
Je ne vais pas entrer dans tous les détails et erreurs de tes explications. Ca serait trop long et c'est bien normal qu'il y ait des erreurs. Je trouve déjà tout ça formidable si tu n'as aucune formation en physique.

Je vais juste dire ceci : pas besoin de dépasser la vitesse de la lumière.

Lorsqu'un objet massif approche de la vitesse de la lumière, son inertie augmente (je n'aime pas l'expression "masse augmente" car avec la définition morderne de la masse, c'est une grandeur constante). Elle augmente de plus en plus et tend vers l'infini (en tendant vers la vitesse de la lumière).

Plus exactement, son énergie totale augmente. Et c'est suffisant car la gravité est une conséquence de l'énergie (pas seulement de la masse, et même la pression intervient !).

En théorie on pourrait avoir ceci. Je dis bien en théorie, personne n'a jamais essayé.

Prenons un objet et faisons le tourner. Injectons de plus en plus d'énergie pour le faire tourner de plus en plus vite. On supposera qu'il est fait de indestructibalum (un métal que je viens d'inventer juste à l'instant ) pour qu'il ne soit pas détruit par la force centrifuge. L'objet tourne de plus en plus vite jusqu'à atteindre une vitesse de rotation (vitesse des bords de l'objet) proche de la vitesse de la lumière.

A un moment donné, brouuuuum, l'objet va devenir un trou noir !!!!!

Revenons les pieds sur Terre . Ca ne marche pas. Pour deux raisons. Pour un objet se déplaçant en ligne droite pour des raisons liées à la relativité. Il ne suffit pas d'avoir une énergie relativement à un observateur quelconque. Les accélérations sont indispensables. C'est lié au "principe de relativité". Et pour un objet tournant, à cause de la force centrifuge.

Exemple, une étoile en neutron en rotation rapide, proche de devenir un trou noir. Si l'étoile accélère encore sa rotation (par exemple à cause d'une collision).... elle éclate (force centrifuge) avant de devenir un trou noir.

La seule manière connue (pour des objets astrophysiques) pour former un TN est d'avoir une grande masse et de la comprimer à mort (coeur d'une supernovae, une étoile qui explose).

Mais il existe d'autres méthodes (non rencontrées dans l'univers, mais qui sait avec les savants du futur) : concenter des rayons lumineux, concenter des ondes gravitationnelles,....

Il suffit de focaliser assez d'énergie dans un petit volume. Et... hop

(ça me rappelle un livre de science fiction où ils parlaient de la disparition de la Terre suite à "l'incident du trou noir de varsovie" )

[invite620fa19c]

Merci de m'avoir répondu aussi rapidement !

Si j'ai bien compris, en théorie je suis plus ou moins dans le vrai, pour le fait que l'énergie cinétique augmente (pas la masse, vu qu'elle est invariable) avec la vitesse; Nihil novi sub sole. Et dans l'erreur puisqu'il n'est pas nécessaire ni possible de dépasser la vitesse de la lumière pour obtenir un trou noir.

Faut-il toutefois une vitesse minimum pour qu'une étoile très dense et lourde s'effondre sous l'effet de sa propre gravitation, puis explose, avant de devenir un trou noir?

Je ne comprend pas très bien "Les accélérations sont indispensables". Ce n'est pas l'étoile qui s'alourdit, mais sa vitesse qui fait augmenter son poids jusqu'à un certain point de rupture? Y a-t-il donc, en théorie, un "poids maximum" ? C'est-à-dire que, passé ce stade, la gravitation est tellement forte que la lumière elle-même ne peut s'en échapper. Pour être plus clair: si je fait un objet avec ton indestructibalum, et en admettant qu'il est tellement résistant qu'il ne peut pas s'effondrer, et qu'en plus de cela, il est exceptionnelement dense. Que je l'accelère progressivement. Va-t-il atteindre un poids tel que la nature ne pourra le supporter?
En fait, c'est surtout une question de densité d'energie? Une grosse quantité dans un petit volume est suffisant? Le faucon millenium n'a pas besoin de bouger pour passer en hyperespace?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Faut-il toutefois une vitesse minimum pour qu'une étoile très dense et lourde s'effondre sous l'effet de sa propre gravitation, puis explose, avant de devenir un trou noir?

Vitesse par rapport à quoi ? Toute vitesse est relative (principe de relativité).

Non, pas besoin de vitesse.

Je ne comprend pas très bien "Les accélérations sont indispensables". Ce n'est pas l'étoile qui s'alourdit, mais sa vitesse qui fait augmenter son poids jusqu'à un certain point de rupture?

Parce que la masse de l'objet rapide augmente pour ceux qui l'observent passer. Un individu placer à la surface de l'étoile ne constaterait rien, pas d'augmentation de masse, rien.

La relativité (et même les lois classiques de Newton) est claire sur ce point : les lois physiques sont indépendantes de la vitesse (si celle-ci est constante).

Par contre, deux observateurs ayant une vitesse relative (l'un par rapport à l'autre) observons des effets relativistes ches l'autre. Les effets sont réciproques.

D'ailleurs, un observateur passant à très grande vitesse constaterait que toi aussi ta masse est énorme. Pourtant tu n'as pas bougé !!!! C'est exactement la même chose avec la dilatation du temps, la contraction des longueurs,....

Donc, clairement, ce n'est pas "que ça". Il ne suffit pas d'avoir de grandes vitesses.

La relativité restreinte n'est pas une théorie facile à conceptualiser. La relativité générale c'est dix fois pire.
Et au niveau math, la relativité restreinte est plutôt abordable, la relativité générale c'est dur dur.

Y a-t-il donc, en théorie, un "poids maximum" ? C'est-à-dire que, passé ce stade, la gravitation est tellement forte que la lumière elle-même ne peut s'en échapper.

On peut dire ça comme ça.

En réalité ce qui se passe c'est que la gravitation est due à une déformation de l'espace-temps (pas de l'espace tout seul). Les objets suivent ces déformations et donc on des trajectoires courbes (orbites des planètes, etc.). Et ces déformations sont causées par la masse/énergie.

Lorsque la déformation devient trop forte, toutes les trajectoires, sans exception, sont alors dirigées vers le centre du trou noir. C'est la zone sous l'horizon des événements (ce n'est qu'un lieu géométrique, en fait toute la matière va au centre).

Je conviens que c'est difficile à visualiser.

Pour être plus clair: si je fait un objet avec ton indestructibalum, et en admettant qu'il est tellement résistant qu'il ne peut pas s'effondrer,

Mais ça, c'est impossible. La rigidité infinie ne peut exister en relativité (non seulement ça violerait la relativité, mais c'est aussi facile à comprendre pourquoi : les interactions entre atomes sont de nature électromagnétique, comme la lumière).

Oui, je sais, je n'aurais pas du inventer un truc comme ça, j'essayais juste de trouver un "truc" pour éviter l'éclatement du à la force centrifuge

En fait, c'est surtout une question de densité d'energie? Une grosse quantité dans un petit volume est suffisant?

En effet.

En fait, ce n'est pas tout à fait proportionnel à la densité d'énergie. Mais peu importe : beaucoup de masse dans un petit volume et boum.

Le faucon millenium n'a pas besoin de bouger pour passer en hyperespace?

[invite620fa19c]

Encore une fois, ta réponse est venue plus vite que j'aurai pensé ! Attention à ne pas fissurer le continuum espace-temps en écrivant les réponses avant mes questions =)

Parce que la masse de l'objet rapide augmente pour ceux qui l'observent passer.

Je vois, si je suis je vais aussi vite qu'un boulet de canon, je peut d'une pichenette le dévier (enfin, dans l'espace hein). Si je suis immobile en face du boulet.. you get the point =)

Je pense comprendre maintenant pourquoi ma théorie est bancale voire complètement erronée: en fait, l'étoile X que je décrit est immobile relativement à elle même. Elle est hyper-véloce pour moi. Paradoxalement, en admettant que cette étoile soit à 99% de la vitesse de la lumière et que je suis un boulet de canon propulsé à encore 99% de cette étoile. Je suis plus rapide qu'elle. Elle n'est donc plus hyper-véloce pour moi. Mon référentiel change donc, mais pas la façon dont me parvient la lumière, puisque je voit encore cette étoile X relativement lente s'éloigner. Il n'y a donc pas de "mur de la lumière", donc de condensation dû au dépassement de ce mur. C'est plus ou moins comme si on accrochait la cible au boulet de canon (le boulet est immobile pour la cible, mais de l’extérieur, l'ensemble est en mouvement)


Mon erreur (de béotien) venait donc du fait que je pensait la vitesse de la lumière comme "irrelatif", c'est-à-dire soumis à une limite. La nature résolvait, dans mon esprit, le dépassement de cette limite par un phénomène similaire au mur du son, une sorte de "bang luminique" qui forme, par concentration et effondrement gravitationnel, un trou noir. Ce qui semble impossible aux yeux de la relativité. J'ai bon?

On s'écarte un peu du sujet, mais j'aurai une autre question, poussée à l'absurde pour bien comprendre:
Si je suis un objet lumineux et hyper-véloce , qui a été propulsé d'une étoile elle-même hyper-véloce (rapide relativement à un référentiel terrien). Pour ce référentiel terrien, j'ai alors deux fois la vitesse de la lumière. Quelle est ma perception, en tant qu'objet me déplaçant, du reste de l'univers? Comment me perçoit alors un terrien?

[invite80fcb52e]

Si tu vas à 99% de la vitesse de la lumière (0.99 c) par rapport à l'étoile alors l'étoile va à aussi à 0.99 c par rapport à toi!!

Les compositions des vitesses en relativité sont différentes de la mécanique classique. Si tu vas à 0.99c par rappoort à une étoile qui elle-même va à 0.99c par rapport à la Terre, alors toi tu vas à:



Soit 99,995% de la vitesse de la lumière!

Pour la perception, tu vas voir tous les objets situées derrière toi et sur les côtés venir de l'avant, c'est l'aberration de la lumière, que du noir sauf devant toi où il y a tout l'univers, pratique comme rétroviseur. Les objets vers lesquels tu te dirige sont très lumineux et leur lumière est décalée vers le bleu (s'il y a un feu rouge, il pourrait paraitre vert fais attention). Au contraire les objets desquels tu t'éloignes sont très peu lumineux et décalées vers le rouge.
A celà tu ajoutes la contraction des longueurs dans le sens de ton déplacement, par exemple tu verras la terre avec un diamètre 100 fois plus petit (1/sqrt(1-v²/c²) dans le sens de ton déplacement...

Un terrien lui te perçoit 100 fois plus plus petit dans le sens de ton déplacement. En gros si tu fais superman la tête en avant, tu mesureras moins de 2cm pour un Terrien, mais tu feras toujours le même tour de taille. Si tu y va comme en marchant, dans ce cas tu seras 100 fois plus mince... Si tu veux avoir la ligne vaut mieux y aller comme ça!!

Heureusement qu'on se déplace pas à vitesses relativistes, sinon ça serait marrant le code de la route. Voir le feu vert alors qu'il est rouge, ne plus respecter les distances de sécurité avec la contraction des longueurs, voir les mecs de derrière venir de devant etc...