Sommes nous dans un trou noir ?

[Amanuensis]

le bain thermique associé a un observateur immobile

Tout observateur est immobile.

au dessus

Préciser SVP...
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[Amanuensis]

comme si l'on disait que sur l'ocean il y en a partout et que c est du a la courbure de la terre.

C'est exactement le cas!

Pour l'horizon sur terre il y a en partout et chacun est défini par un lieu et une altitude (un «observateur»).

[Deedee81]

ce qui me gene avec votre conception "intrinseque" des horizons,

Attention, j'ai bien dit qu'il s'agissait des horizons de Schwartzchild (et pas ceux de Rindler ou cosmologique) qui sont intrinsèque à la variété (les autres dépendent des observateurs).

Et il n'y en a quand même pas partout.

Et pour les autres, rien de choquant, voir la réponse d'Amanuensis.

ça dépend ce que ça veut dire... est-ce la température que mesure un thermomètre placé sur l'horizon? est-ce la température du rayonnement en provenance de l'horizon?

La température est définie "à l'infini" (pour un observateur stationnaire).

Et elle diverge quand on approche de l'horizon (là aussi pour un observateur stationnaire).

A noter que c'est ce genre de remarque qui a conduit à la "théorie du mur de feu", mais je ne sais pas trop quel est son statut théorie. J'ai juste lu un article vulgarisé sur ce sujet.

[invite860320b4]

une réponse d'Aurélien Barrau à la question posée par un étudiant à 1h:14mn dans la vidéo

https://www.youtube.com/watch?v=C8dNVkBHeNc&t=2684s

[invite860320b4]

De même voici le commentaire d'Aurélien Barrau sur l'échange de l'espace et du temps à la traversée de l'horizon du trou noir à l'instant 1h10mn dans la vidéo ci-dessous :

https://www.youtube.com/watch?v=zEhuOz6W7IQ&t=5130s

[invitec998f71d]

cette video est intéressante.
J'y ai appris a quel point l'entropie de l'univers est faible meme a l'époque actuelle. et donc sa quasi nullité au départ.
il confirme ce qui a été dit ice sur la possibilité d'etre effectivement dans un trou noir.
mais dans lequel il y aurait des trous noirs.
comme un trou noir pose le probleme de sa singularité se pourrait il qu elle soit dans l'un d'entre eux?
il reste cependant le proleme de la noirceur.
Dans ce cas pourquoi n'y a t il pas une direction privilégiée noire?

[Gilgamesh]

cette video est intéressante.
J'y ai appris a quel point l'entropie de l'univers est faible meme a l'époque actuelle. et donc sa quasi nullité au départ.

L'entropie de l'univers est très élevée au départ, puisqu'il est à l'équilibre thermodynamique.

il confirme ce qui a été dit ice sur la possibilité d'etre effectivement dans un trou noir.
mais dans lequel il y aurait des trous noirs.
comme un trou noir pose le probleme de sa singularité se pourrait il qu elle soit dans l'un d'entre eux?
il reste cependant le proleme de la noirceur.
Dans ce cas pourquoi n'y a t il pas une direction privilégiée noire?

Bon, on arrête d’enchaîner le n'importe quoi. Merci.

[invitec998f71d]

Dans la vidéo indiquée, Olivier Barrau chercheur au CNRS que travaille avec Rovelli dit a 1h20 que
l'entropie actuelle est tres faible et comme elle ne peux qu'augmenter elle etait extraordinairement faible
lors du big bang.
Gilgamesh dit qu elle etait tres grande.

ou est le grand nawak?

[invitec998f71d]

Gilgamesh ecrivait en 2016

Mais sinon, l'idée que l'entropie initiale devait être nulle et donc se résumer à un quanta unique est de fait intégrée dans le premier modèle cosmologique d'un univers en expansion incluant des hypothèses sur l'instant initial. Ce modèle dit de l'atome primitif a été publié par George Lemaître dans un article de synthèse de novembre 1931

[mach3]

L'entropie de l'univers est très élevée au départ, puisqu'il est à l'équilibre thermodynamique.

Du point de vue gravitationnel, c'est très discutable. Un univers rempli d'un fluide homogène étant moins probable qu'un univers peuplé de corps condensés séparés par du vide.

m@ch3

[Deedee81]

Du point de vue gravitationnel, c'est très discutable. Un univers rempli d'un fluide homogène étant moins probable qu'un univers peuplé de corps condensés séparés par du vide.

Il faut tenir compte des fluctuations microscopiques du fluide.

Bon, c'est de la thermo classique. Qui se lance dans le calcul ?

[invitec998f71d]

a la louche ou tres grand ou tres petit pour l entropie de depart?

[mach3]

a la louche ou tres grand ou tres petit pour l entropie de depart?

plus faible qu'aujourd'hui

m@ch3

[invitec998f71d]

Dans la vidéo Barrau dit qu'actuellement elle est faible. sans citer de sources mais normal c est dans une conference publique.

[shub22]

Quelque chose que je comprends pas. D'après la deuxième loi de la thermodynamique l'entropie ne cesse d'augmenter et ça devrait être encore plus accéléré à cause de l'expansion inflationniste.
D'après la première loi l'énergie potentielle devait être à son maximum au temps t=0. Elle s'est transformée après en énergie puis matière + énergie.
Donc l'entropie devait être nulle ou extrêmement faible au départ pour pouvoir augmenter constamment non ?
Ou alors les lois de la thermodynamique ne s'appliquent pas au tout début ce qui serait du lèse-majesté ?

[invite51d17075]

Dans la vidéo Barrau dit qu'actuellement elle est faible. sans citer de sources mais normal c est dans une conference publique.

excuses moi, quelle vidéo ? , le lien est-il sur ce fil ?
je suis un peu surpris (faible / quoi ? )

[invite860320b4]

serie de 11 videos :
https://www.youtube.com/watch?v=C8dNVkBHeNc&t=2684s

[invite51d17075]

merci dedetmouk,
mais il me serais plus "confortable" de savoir où il parle de celà ( je ne vais pas me taper 11 vidéos )
d'autant que la "thermodynamique de l'univers" ne me semble pas pouvoir être approchée exactement à l'identique de la thermo classique pour diff raisons.

[invite860320b4]

j'ai mentionné cette vidéo pour d'autres raisons au post #244 et #245

[Gilgamesh]

Gilgamesh ecrivait en 2016

Mais sinon, l'idée que l'entropie initiale devait être nulle et donc se résumer à un quanta unique est de fait intégrée dans le premier modèle cosmologique d'un univers en expansion incluant des hypothèses sur l'instant initial. Ce modèle dit de l'atome primitif a été publié par George Lemaître dans un article de synthèse de novembre 1931

Effectivement ce n'est pas un problème simple. Je reposte ce que j'avais rédigé sur le sujet : au plan thermique, la matière est dans un état d'entropie maximal, au début. Jamais l'univers ne sera aussi lisse, bien mélangé et thermiquement à l'équilibre que dans les tous premiers temps de l'expansion avec des écarts de température qui n'excèdent pas ΔT/T ~ 10^-5 au moment du découplage (à l'émission du rayonnement de fond). L'entropie semble avoir diminuée avec l'apparition de structure à toutes les échelles : amas, galaxie, étoile, planète, alors que l'univers est un système isolé et que le Second principe indique que l'entropie ne peut qu'augmenter aux cours de transformation irréversibles, ce qui est le cas de tout ce qui se déroule dans le cosmos.

La réponse à cette énigme fait intervenir une autre source d'entropie qui est gravitationnelle. C'est elle qui change complètement la donne, car elle est à son niveau minimal au moment sus cité. En effet, ce qui constitue l'entropie maximale d'un gaz dans une enceinte où on ignore la gravité (le gaz se répand uniformément) constitue l'entropie minimale pour la gravité. Intuitivement, on peut définir l'entropie comme ce qui résulte d'un système quand il a fourni un travail. Moins il a d'entropie, plus il est à même de travailler. Pour la gravité, "travailler" c'est faire tomber la matière et rapprocher les centre de masse. Deux astres au loin forment un système d'entropie minimale. Ils se rapprochent et fusionnent : de l'énergie est dégagée, le système a travaillé. L'état d'entropie gravitationnelle maximal est atteinte quand tout forme un trou noir.

L'inflation initiale a dispersé la matière de manière quasi-uniforme dans un volume immense. Avec juste de minuscules inhomogénéités qui vont pouvoir initier une instabilité gravitationnelle. L'entropie gravitationnel est proche de zéro, cad qu'il y a plein d'énergie libre gravitationnelle, la gravité n'a qu'une seule envie, faire s'effondrer toute cette matière sur elle même pour former de grandes structures, ce qui va la faire travailler, chauffer du gaz par compression, le faire rayonner et produire des photons qui vont s'ajouter au bain de photons ambiant.

La deuxième source d'énergie libre, capable à son tour de travailler pour produire de l'entropie, provient du fait que la matière a été "cuite" trop rapidement lors des fameuses trois premières minutes de l'Univers, du fait de la rapidité de l'expansion pour atteindre le stade d'équilibre de la matière nucléaire, à 60 nucléons. Les 3/4 de la matière baryonique se présente sous forme de protons, capables de fusionner pour former de l'hélium-4 ou au delà. Cela permet aux structure liées (les étoiles) de dégager de l'énergie sous forme de rayonnement.

Il est intéressant de noter que tout ceci représente en définitive peu de chose. Si on comptabilisent la quantité de photons ajoutée à l'univers par le travail des quatre forces de l'univers lors de la formation des grandes structures et du fait de tous les processus stellaires, cela ne représente que moins d'1/1000e de l'entropie totale représentée par la démographie des photons du CMB. Au premier ordre, l'entropie de l'univers n'a pas varié depuis le découplage.

[invite51d17075]

@dedetmouk
OK, vu.
en substance, il dit ( de ce j'ai saisi )
l'entropie actuelle est faible/entropie maximale. ( qui correspondrait justement à un immense trou noir , amusant non ? )
ce qui induit que l'entropie au moment du big bang était théoriquement inférieure.
mais il ajoute que la difficulté ( ou ce qui pourrait sembler paradoxal par rapport à l'équilibre dont parlait Gilgamesh) a certainement un lien avec notre manière de "mesurer" l'entropie.
donc il conclu avec un ? sur la mesure.

Edit : Gil a posté entre temps.

[invitec998f71d]

Réponse tres intéressante de Gilgamesh qui me fait me poser quelques questions.

la premiere concerne l'équilibre thermodynamique des premiers instants.
j'ai cherché la définition de cet équilibre dans wiki. je lis qu'il y a un tel équilibre quand les variables intensives varient
lentement avec le temps. que penser de cette définition?
il me semble en effet que lors des premieres secondes tout devait varier tres vite.
peut etre y a t il une définition mieux adaptée.
par exemple il est souvent dit qui y a équilibre entre 2 corps quand leur températures sont égales
cette définition ne tient pas s'il y a un champj de gravtation. il peut y avoir equilibre meme avec températures non égales.
peut etre peut il y avoir équilibre meme avec variations rapide des températures,

j'ai d'autres questions en tete mais une chose a la fois.

[Gilgamesh]

Réponse tres intéressante de Gilgamesh qui me fait me poser quelques questions.

la premiere concerne l'équilibre thermodynamique des premiers instants.
j'ai cherché la définition de cet équilibre dans wiki. je lis qu'il y a un tel équilibre quand les variables intensives varient
lentement avec le temps. que penser de cette définition?
il me semble en effet que lors des premieres secondes tout devait varier tres vite.
peut etre y a t il une définition mieux adaptée.
par exemple il est souvent dit qui y a équilibre entre 2 corps quand leur températures sont égales
cette définition ne tient pas s'il y a un champj de gravtation. il peut y avoir equilibre meme avec températures non égales.
peut etre peut il y avoir équilibre meme avec variations rapide des températures,

j'ai d'autres questions en tete mais une chose a la fois.

C'est le bon angle pour aborder la question de l'équilibre thermodynamique. Dans le cas de l'univers, le critère pertinent c'est le nombre de réactions Γ que subit une particule par unité de temps, rapporté au temps de Hubble H^-1 qui représente au premier ordre l'âge de l'Univers. A cette aune, il ne se passe pas grand chose aujourd'hui dans l'espace intergalactique. Par exemple le nombre de diffusion Compton (rebond élastique d'un photon sur un électron) est :

Γ ~ 1,4.10^-3 H₀

Cela signifie que seul un photon sur 700 va subir une collision dans le prochain temps de Hubble. Et cette proportion est appelée encore à s'amenuiser avec la diminution de la densité de rayonnement comme de matière. De fait, un photon typique ne sera jamais rediffusé. Dans ce cas là, on ne peut pas parler d'équilibre thermodynamique entre le rayonnement et la matière, chaque compartiment suit son évolution propre.

Il en était tout autrement dans le jeune univers. Juste avant la recombinaison (a ~ 10^-3), la densité d'électrons était (1/a³) ~ 10⁹ fois plus élevée et le taux d'expansion n'était encore que H_rec ~ √Ω_m(1/a)^3/2 ~ 2.10⁴ fois le taux actuel.

Γ ~ 80 H_rec

A l'époque un photon typique subissait 80 collisions par temps de Hubble. Ces échanges d'énergie entre particules engendre une redistribution thermique de l'impulsion. Cela homogénéise les variables intensives (pression, température, densité) et les conditions sont réunies pour avoir l'équilibre thermodynamique.

[invite51d17075]

Il en était tout autrement dans le jeune univers. Juste avant la recombinaison (a ~ 10^-3), la densité d'électrons était (1/a³) ~ 10⁹ fois plus élevée et le taux d'expansion n'était encore que H_rec ~ √Ω_m(1/a)^3/2 ~ 2.10⁴ fois le taux actuel.

Γ ~ 80 H_rec

A l'époque un photon typique subissait 80 collisions par temps de Hubble. Ces échanges d'énergie entre particules engendre une redistribution thermique de l'impulsion. Cela homogénéise les variables intensives (pression, température, densité) et les conditions sont réunies pour avoir l'équilibre thermodynamique.

j'ai du mal à dire qu'il s'agit là d'un équilibre thermodynamique au sens classique ( à l'instar d'un gaz bien diffusé et homogène dans une pièce )
car durant le "jeune univers" il y avait des variations temporelles importantes des variables évoquées.( et je ne sais si c'est la bonne "mesure" )
Cdt

[invite6486d7bd]

La réponse à la question ne serait-elle pas évidente si on avait compris ce qu'est la gravité et le temps ?

[invite860320b4]

Clairement, l'univers n'est pas à l'équilibre au sens cosmologique. Je note que personne ne réagit aux 2 remarques d'Aurélien Barrau que j'ai pointé dans les vidéos mentionnées plus haut (244 et 245), à savoir :

- En entrant dans un trou noir le temps et l'espace s'inverse.
- Le fait que nous soyons dans un trou noir est compatible avec les observations.

[mach3]

Clairement, l'univers n'est pas à l'équilibre au sens cosmologique. Je note que personne ne réagit aux 2 remarques d'Aurélien Barrau que j'ai pointé dans les vidéos mentionnées plus haut (244 et 245), à savoir :

- En entrant dans un trou noir le temps et l'espace s'inverse.
- Le fait que nous soyons dans un trou noir est compatible avec les observations.

Pour moi, les deux sont faux sans plus de précisions de sens de certains mots et d'hypothèses sous-entendues.

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

Je note que personne ne réagit aux 2 remarques d'Aurélien Barrau

Ah si ! J'avais déjà signalé que le premier est faux (mais il est vrai que le fil est long ) et j'ai même dit pourquoi. Etonnant une remarque comme ça de la part de Barrau.... mais il est vrai que j'ai déjà vu cette gaffe de la part d'autres auteurs (y compris dans un article sur la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, un domaine quand même assez pointu où on ne s'attend pas à une telle gaffe).

Le deuxième n'est ni vrai ni faux, il dépend des circonstances/du modèle et relativement sans intérêt (*). J'ai fait aussi une remarque en ce sens mais c'est surtout dans un autre fil qu'on en avait déjà parlé.

(*) si je dis que l'univers est remplit de canards à partir d'une distance de 20 milliards d'année-lumière : ce n'est ni vrai ni faux, c'est surtout idiot, invérifiable et sans intérêt. Mais j'ai volontairement pris un exemple extrême pour illustrer. Le TN faut juste enlever le "idiot", ça reste ni vrai, ni faux et invérifiable (et d'un intérêt très limité).

[pm42]

Pour moi, les deux sont faux sans plus de précisions de sens de certains mots et d'hypothèses sous-entendues.

En effet. On est dans le cas classique où quelqu'un apprend avec de la vulgarisation, ne la comprend que partiellement, l'interprète puis transforme le résultat final en "vérité scientifique".
Dans le cas présent, avec l'argument d'autorité qu'elle vient d'un auteur prestigieux en oubliant qu'elle a été largement déformée...

[Deedee81]

Salut,

en oubliant

Ou en ignorant.

Je ne sais pas ici, je ne parle pas de dedetmouk. Ma remarque a un caractère général.
La vulgarisation étant destinée au Grand Public curieux, il n'est pas rare que les auditeurs soient dans l'ignorance totale de ce qu'est vraiment le travail d'un scientifique. Ils ne voient que la pointe de l'iceberg (la vulgarisation). Et comme celle-ci manque souvent de prudence (on ne spécifie pas les limites des analogies, on ne précise pas l'existence d'explications alternatives,...), de rigueur (et comme tu le dis elle est largement déformante) et de détail....... l'auditeur croit avoir compris.... en toute bonne foi.

Et malheureusement l'argument d'autorité vient tout fausser avec la grosse difficulté que l'auditeur aura du mal à vérifier par lui-même ce qui est correct (par exemple sur l'histoire de l'inversion espace et temps, ça se trouve dans tout bon bouquin de RG qui parle de Schrartzchild, Kruskal-Szekeres,.... Mais faut se taper des explications fort techniques).

Problème éternel.