"Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité
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"Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité



  1. #1
    inviteace15f97

    "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité


    ------

    Bonjour;

    Tout trou noir peut se différencier d'un autre par seulement trois paramètres physiques : sa masse, le moment cinétique de son spin et sa charge. La charge est rarement non nulle, en effet un trou noir chargé a tendance à attirer des particules de charges opposées ce qui a à terme pour effet de neutraliser sa charge. La masse propre correspond à la masse du noyau qui a donné naissance au trou noir. Pour ce qui est du moment cinétique du spin, il existe deux grandes catégories : les trous noirs non rotatifs, dits de Schwarzschild, et les rotatifs, dits de Kerr. Ces derniers sont les plus fréquents.

    Les équations proposées par les théorie d'Einstein à une masse ultra compacte que Karl Schwarzschild "détecte" les trous noirs. En effet la mécanique classique ne peut expliquer que des particules de masse nulle comme les photons puissent subir une force gravitationnelle :

    FA/B = G.MA.MB / r2

    Cette force est donc nulle si MA ou MB est nulle.

    Il est donc commode pour expliquer ce phénomène de se représenter l'espace en quatre dimensions, où « le temps est en tout point orthogonal à l'espace ». Ce serait en réalité la masse qui confèrerait sa géométrie à l'espace et cette géométrie serait d'autant plus perturbée que cette masse serait compacte.

    L'horizon des évènements se trouve à 1 Rs et est caractérisé par l'ensemble des points où la vitesse de libération égale à celle de la lumière. C'est le point de non retour, toute particule qui traverse ce seuil est perdue à jamais : elle rencontrera inévitablement la singularité.

    - Quand est-il du point critique de la singularité ? Que devient la matière au centre de celui-ci ? Quelles sont les indices qui laisserait à le supposer, ou non ? Certains avancent l'hypothèse d'un point de rupture de l'univers de référence, quelles indices peuvent affirmer ou infirmer cette théorie ?

    - Merci.

    -----

  2. #2
    invite80fcb52e

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    - Quand est-il du point critique de la singularité ?
    Elle est présente car on utilise une théorie de la gravitation classique (la relativité générale), c'est à dire non quantique. Or passé un stade de compression la matière doit être traité de manière quantique.
    Donc quand on sort du domaine de validité d'une théorie ça peut dire n'importe quoi, comme une singularité par exemple!

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Que devient la matière au centre de celui-ci ?
    On sait pas, il faut pour ça utiliser une théorie de gravitation quantique, qu'on a pas vraiment encore au point!

  3. #3
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    On sait pas, il faut pour ça utiliser une théorie de gravitation quantique, qu'on a pas vraiment encore au point!
    Merci, mais se pourrait-il que le résultat diverge en fonction du point de référence ? (Selon ce que l'on observe, ce qui peut être observable ou non ?) la "rupture" avancé ne serait que le résultat d'un phénomène ou la dilatiation de l'espace temps est trop réduite pour être quantifiable ?

  4. #4
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Bonsoir,

    Pour recentrer un peu sur le sujet, je voudrais aborder le phénomène d'évaporation de certains trous noirs :

    "De plus en plus d'astrophysiciens commencent à croire en la nature quantique des trous noirs. Cela présuppose que l'intérieur d'un trou noir n'est pas régi par la théorie de la relativité, mais plutôt par la mécanique quantique. Cette nature quantique permettrait au trou noir d'émettre de la lumière, ce qui est contraire à tout ce qui a été dit jusqu'à présent. Et qui dit lumière dit énergie, ce qui est équivalent à de la matière. Les trous noirs perdraient ainsi de la masse, ils s'évaporeraient. Mais ce phénomène est infime. En effet on suppose que pour un trou noir d'une trentaine de masses solaires, cette perte serait d'environ 10-48 kg par secondes ! On peut donc négliger cet effet pour les trous noirs du type I, mais pour les trous noirs primordiaux (type II) l'effet serait considérable. Ceux-ci pourraient finir, ultimement, par se désintégrer en une explosion spectaculaire."


    Quelques questions non-exhaustives :

    Les trous noirs pourrait-ils avoir une fonction de recycle de l'énergie d e l'univers ?

    Quel serait son point de rupture initial lié à la gravitation ?

    Peut-on parler d'inversion gravitationnel ? (rapport masse gigantesque/volume quasi nul ?)

    De quel ordre est la déperdition d'énergie observable ?

    D'une manière générale, serait-il possible théoriquement de créer un trou noir artificiellement, en comprimant une masse M jusqu'aux neuf huitièmes de son rayon de Schwarzschild :

    Rs = 2.G.M / c2

    Soit par exemple comprimer une masse de 1 Kg dans une sphère de rayon 1,66.10-27 m. pour avoir un outils d'observation possible et sans danger ?

    Merci d'avance...

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Bonjour...

    Personne pour la question ci-dessus ? >_<

  7. #6
    Deedee81

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Salut,

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Personne pour la question ci-dessus ? >_<
    Je crois que le problème vient de la traduction de ces questions.

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Les trous noirs pourrait-ils avoir une fonction de recycle de l'énergie d e l'univers ?
    Que veut dire "recycler l'énergie" ?

    Et que veut dire "fonction d'un objet" ? La fonction de la mer n'est pas de permettre aux poissons d'y vivre. Le mot fonction a un but "intention" qui ne cole pas vraiment avec la physique. Une machine peut avoir une fonction, décidée par l'être humain, mais pas un trou noir.

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Quel serait son point de rupture initial lié à la gravitation ?
    Qu'appelles-tu "point de rupture" ? Un trou noir n'est pas un morceau de bois.

    Si tu parles de la limite sous laquelle le trou noir se forme, c'est la masse de Chandrasekhar.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_de_Chandrasekhar

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Peut-on parler d'inversion gravitationnel ? (rapport masse gigantesque/volume quasi nul ?)
    Je ne sais pas ce que c'est une inversion gravitationnelle. Un effet répulsif ? Dans ce cas, non.

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    De quel ordre est la déperdition d'énergie observable ?
    De quelle déperdition parles-tu ? Celle du rayonnement de Hawking ?

    Extrêmement faible.
    Ici on te donne cette valeur :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89v...3.A9vaporation

    Et voir le chiffre que tu donnes toit-même dans ton propre message

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    D'une manière générale, serait-il possible théoriquement de créer un trou noir artificiellement, en comprimant une masse M jusqu'aux neuf huitièmes de son rayon de Schwarzschild :
    En théorie oui. En pratique c'est une autre histoire.

    Même avec les impacts lasers et les enclumes de diamant on est à une éternité de pouvoir faire un truc pareil.

    D'ailleurs les dimensions que tu donnes ci-dessous sont sacrément petites. C'est une réduction de volume de plusieurs milliards de milliards.

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Rs = 2.G.M / c2

    Soit par exemple comprimer une masse de 1 Kg dans une sphère de rayon 1,66.10-27 m. pour avoir un outils d'observation possible et sans danger ?
    Rien ne dit que ce serait sans danger

    Il y a de fort risque que l'effondrement gravitationnel se poursuive tout seul. Puis après, un tel trou noir s'évaporerait quasi instantanément. Et je ne voudrais pas voir devant moi 1 kg de matière se transformer un un jet brutal de particules, essentiellement des photons gamas. Kaboum ! Ca serait plus violent que plus plus grosses bombes H dont nous disposons

    Ce n'est pas moi qui ferai l'expérience.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    bonsoir,

    Merci d'avoir pris le temps de me répondre, raisonnement très pertinent, c'est ce que j'attendais ^^.

    cordialement.

  9. #8
    Mailou75

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Puis après, un tel trou noir s'évaporerait quasi instantanément
    Salut,

    Un trou noir ca avale tout... comment pourrait il disparaitre de lui même avant d'avoir mangé la terre et la lune en dessert ?

    Mailou

  10. #9
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Salut,

    Un trou noir ca avale tout... comment pourrait il disparaitre de lui même avant d'avoir mangé la terre et la lune en dessert ?

    Mailou
    Parce qu'il serait toujours tout petit. Plus un TN est petit, plus sa température est élevée et plus vite il s'évapore. Pour te donner une idée des dimensions, le RS de la terre est de 9 millimètres. Tu devrais donc comprimer toute la terre en une sphère plus petite que 9 millimètres pour avoir un TN. Tu vois ça d'ici ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  11. #10
    invite555cdd43

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Un trou noir ca avale tout...
    Il avale tout ce qui passe à portée de son champ gravitationnel. Nuance !

    Un trou noir de 5 fois la masse du Soleil a exactement le champ gravitationnel d'une étoile de 5 fois la masse du Soleil...

  12. #11
    Deedee81

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    En fait, si le Soleil devenait brusquement un trou noir, on ne constaterait rien de spécial (à part qu'il s'est éteint, évidemment ). La Terre continuerait à tourner exactement comme avant ainsi que toutes les autres planètes.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    En fait, si le Soleil devenait brusquement un trou noir, on ne constaterait rien de spécial (à part qu'il s'est éteint, évidemment ). La Terre continuerait à tourner exactement comme avant ainsi que toutes les autres planètes.
    Ben oui, la masse reste la même, donc la gravité aussi. Mais je me pose tout de même une petite question à ce sujet :
    dans le cas d'un astre solide, comme la Terre, c'est à la surface que la gravité est la plus forte. Elle diminue avec l'altitude, et aussi avec la profondeur, quand on se dirige vers le centre de masse. Mais qu'en est il pour un astre gazeux comme le soleil ? On a coutume d'identifier sa dimension à sa surface visible, la photosphère, mais on ne peut pas parler à proprement de surface matérielle, étant donné qu'il y a encore du gaz au-dessus (dans la couronne, moins dense) et en-dessous (vers le centre, plus dense). Je suppose qu'il doit exister un modèle permettant de calculer l'endroit où la gravité est maximum, mais je ne sais pas où je pourrais trouver ça. En plus, ça doit être très compliqué vu que ça doit également varier avec l'âge de l'étoile dans la mesure où la proportion hydrogène/hélium n'est pas répartie uniformément dans l'étoile et est variable en fonction de son stade évolutif.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  14. #13
    Deedee81

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Je suppose qu'il doit exister un modèle permettant de calculer l'endroit où la gravité est maximum, mais je ne sais pas où je pourrais trouver ça. En plus, ça doit être très compliqué vu que ça doit également varier avec l'âge de l'étoile dans la mesure où la proportion hydrogène/hélium n'est pas répartie uniformément dans l'étoile et est variable en fonction de son stade évolutif.
    Il suffit de trouver une image donnant la densité du plasma en fonction de la profondeur/hauteur. Après, un chtit calcul, nouvel courbe (à faire point par point-, et hop, tu en déduits le maximum.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  15. #14
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Il suffit de trouver une image donnant la densité du plasma en fonction de la profondeur/hauteur. Après, un chtit calcul, nouvel courbe (à faire point par point-, et hop, tu en déduits le maximum.
    OUi, mais ce n'est qu'une partie de la solution. Tout l'hélium est il au centre, dans le plasma, et le reste n'est que de l'hydrogène ? Ce qui complique tout, c'est qu'on ne peut pas appliquer un modèle standard comme s'il s'agissait de gaz inertes, vu que la pression radiative venant de l'intérieur vient tout perturber.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  16. #15
    Deedee81

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    OUi, mais ce n'est qu'une partie de la solution. Tout l'hélium est il au centre, dans le plasma, et le reste n'est que de l'hydrogène ? Ce qui complique tout, c'est qu'on ne peut pas appliquer un modèle standard comme s'il s'agissait de gaz inertes, vu que la pression radiative venant de l'intérieur vient tout perturber.
    La gravité dépend de l'énergie, de la pression,.... mais c'est quand même négligeable, même à l'échelle du Soleil. L'essentiel de la gravité est dû à la masse. Donc, si tu as le profil de densité, tu as tout ce qu'il faut.

    Encore faut-il trouver cette courbe.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  17. #16
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Encore faut-il trouver cette courbe.
    Mouais, c'est là où je cale. Bon, je vais continuer à chercher. Merci, Deedee.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  18. #17
    Amanuensis

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Andrei2010 Voir le message
    Il avale tout ce qui passe à portée de son champ gravitationnel. Nuance !
    Et comme le champ ne dépend que de la masse (en gros), il n'avale pas plus qu'un astre de même masse.

    En fait, un trou noir avale moins qu'une étoile de même masse, parce qu'il présente une section efficace plus faible pour absorber la lumière ou les poussières, parce qu'il est plus concentré...

    La différence n'est pas qu'il avale plus, mais qu'il rejette moins.

  19. #18
    Calvert

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Mouais, c'est là où je cale. Bon, je vais continuer à chercher. Merci, Deedee.
    Ici joint, une figure (la mienne, si se posent des questions de droits) montrant en noir la densité en fonction du rayon, et en rouge la gravité en fonction du rayon, pour une étoile de séquence principale de 25 masses solaires.
    Dernière modification par JPL ; 05/04/2011 à 22h37.

  20. #19
    JPL
    Responsable des forums

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Les graphiques doivent être postés au format gif, png ou jpg.
    Merci.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  21. #20
    Calvert

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Bon, je reposte en jpg, alors !

    Mais pourquoi interdire les graphiques en pdf ? C'est dommage de perdre la qualité du vectoriel !
    Images attachées Images attachées  

  22. #21
    JPL
    Responsable des forums

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    La raison est que c'est plus lourd à consulter. En particulier pour les modérateurs le contrôle d'une image à valider est instantané (nous voyons les vignettes) tandis que pour un pdf il faut lancer Adobe reader.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  23. #22
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Aaaah, exactement ce que je cherchais.
    Merci beaucoup, Calvert.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  24. #23
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Idem... mais ça ressemble à un courbe de Gauss , non ?

    En fait, si le Soleil devenait brusquement un trou noir, on ne constaterait rien de spécial (à part qu'il s'est éteint, évidemment ). La Terre continuerait à tourner exactement comme avant ainsi que toutes les autres planètes.
    Mais quand est il de la dilatation de l'espace-temps ? Le tissus subit bien une altération dû à la graviation, non ?

    Où alors j'ai raté une marche...

  25. #24
    Calvert

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    La raison est que c'est plus lourd à consulter. En particulier pour les modérateurs le contrôle d'une image à valider est instantané (nous voyons les vignettes) tandis que pour un pdf il faut lancer Adobe reader.
    D'accord ! Merci pour l'explication !

    Merci beaucoup, Calvert.
    De rien ! Si ça peut aider à comprendre, c'est avec plaisir !

    Idem... mais ça ressemble à un courbe de Gauss , non ?
    Non.

    Mais quand est il de la dilatation de l'espace-temps ? Le tissus subit bien une altération dû à la graviation, non ?
    A distance égale, seule la masse de l'objet compte. Au niveau de l'orbite de la Terre, les effets gravitationnels produits par le Soleil ou par un trou noir de même masse sont exactement les mêmes.
    Dernière modification par Calvert ; 05/04/2011 à 23h08.

  26. #25
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    A distance égale, seule la masse de l'objet compte. Au niveau de l'orbite de la Terre, les effets gravitationnels produits par le Soleil ou par un trou noir de même masse sont exactement les mêmes.
    Donc d'un point de vu terrien, aucune conséquence sur la perception du déroulement des évènements, malgré la proximité du Trou Noir ?

  27. #26
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par 178m2Hf Voir le message
    Donc d'un point de vu terrien, aucune conséquence sur la perception du déroulement des évènements, malgré la proximité du Trou Noir ?
    Comme l'a déjà dit Deedee, la masse étant la même, les mouvements planétaires ne changeraient pas d'un pouce. La seule différence serait l'absence totale de rayonnement. Donc, pour le terrien, la nuit serait permanente et il ferait tellement froid que toute vie sur terre serait définitivement impossible. On mourrait tous rapidement, mais ce petit détail mis a part, rien d'autre ne changerait.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  28. #27
    inviteace15f97

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Voilà une nouvelle croustillante, et bien merci pour la précision..

  29. #28
    Mailou75

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Salut,

    petite question bête :

    Un système stellaire dont l'étoile est "éteinte" est invisible (difficilement décelable gravité etc..)
    Est il absurde de supposer qu'il puisse y avoir 100 fois plus de ces systèmes "noirs" que de systèmes stellaires par galaxie ?
    (si vous voyez ou je veux en venir... )

    Merci

  30. #29
    papy-alain

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    (si vous voyez ou je veux en venir... )
    Merci
    Tu penses à la matière noire ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  31. #30
    Calvert

    Re : "Infrastructure" des trous noirs et état de la singularité

    Quelques éléments de réponses :

    - En observant les zones de formation stellaire, on constate que lors de l'effondrement d'un nuage de gaz, il se forme beaucoup plus de petites étoiles que de grosses. Hors, les petites étoiles vivent très longtemps, et n'ont donc pas encore eu le temps de s'éteindre.

    - Les étoiles qui meurent le plus vite sont des étoiles plus massives. Pour leur nombre est contraint par l'observation du nombre de supernovae dans les galaxies autours de nous.

    - Le nombre de naine blanche peut aussi être relativement contraint par l'étude du nombre de supernovae de type Ia.

    - On pourrait aussi penser que les très petites étoiles (ou les naines brunes), qui ne sont pas éteintes, sont cependant très difficile à observer. Cependant, leur nombre a été suffisamment bien contraint par des observations statistiques pour pouvoir affirmer qu'elles ne contribuent pas de manière significative à la matière noire (si c'est ce que tu as derrière la tête).

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