Trou Noir et Antimatière

[Gilgamesh]

Merçi Gilgamesh pour ces informations !
Si j'ai bien compris matière ("+") et antimatière ("-") sont à l'équilibre de manière constante. Et l'antimatière est indétectable sauf dans les cas ou cet équilibre est déstabilisé pour une raison ou une autre.
Alors dans ce cas qu'est qui empêche de dire que la Terre n'est pas composée d’antimatières et de matières puisque elles sont indistinguables car elles ont le même comportement électromagnétiques. Comment distingué une antimolécule d'eau d'une molécule d'eau si les deux coexistent sans s’annihiler?

J'ai bien vu les guillemets mais juste pour éviter les malentendu, il n'y a aucun signe + ou - assigné à l'une et l'autre forme dans l'absolu. En première approche, dire que nous somme de l'antimatière et que l'antimatière est de la matière ne change pas les lois de la physique (il y a autant de + et de - dans la matière et dans l'antimatière, pour bien fixer les idées) : une anti-molécule d'eau aurait en toute hypothèse la même masse, la même électronégativité (positive plutôt que négative, certes mais tout le reste étant à l'avenant), le même angle de 104° entre les antiatomes d'hydrogène, etc.

C'est précisément cette symétrie théorique qui rend la dissymétrie de fait étonnante. A haute énergie, les deux formes sont produites à taux égaux par une bain à haute énergie de photons à l'équilibre avec les champs de matière. Sauf que... bah pas exactement, manifestement, puisque nous sommes là. Une symétrie absolue formerait un monde de particules qui sont à elle même leur propre antiparticules, typiquement des photons, et peut être des neutrinos. C'est quasiment le cas (le ratio baryon sur photon étant de l'ordre du milliardième) mais donc, pas exactement le cas.

a+
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[Deedee81]

Salut,

Pour une infinité de théories farfelues n'y-il aucune chance pour qu'une seule soit la bonne pour faire progresser le monde scientifique ?!

S'il n'y en a qu'une sur une infinité, je te dis pas le nombre de discussions avant de la trouver. Tu vas ouvir un milliard de milliards de fils de discussion avec des théories farfelues ?

En outre, il ne suffit pas d'avoir une idée, une théorie ou un modèle. Encore faut-il qu'il réponde à deux conditions : être assez rigoureux (formel, mathématique et avec des entités quantifiables, mesurables) pour qu'on ne puisse pas lui faire dire tout et n'importe quoi, et être compatible avec l'ensemble des données expérimentales connues (ce qui, il faut bien l'avouer, devient de plus en plus difficile).

Toute théorie a un domaine de validité (je ne sais plus qui a dit : toutes les idées scientifiques sont vraies dans un certain domaine ). Les meilleures théories actuelles sont la mécanique quantique (et les théories et modèles qui en sont issus) et la relativité générale. Leur domaine de validité est bien connu (grâce à l'expérience). Il est donc naturel de chercher à étendre ces modèles en tenant compte du petit domaine où ces théories pourraient être invalides ou des cas limites d'une théorie plus fondamentale.

C'est un travail incroyablement ardu. Je me vois mal explorer un milliard d'idées (farfelues ou non) nécessitant chacune plusieurs heures, jours ou années de vérification théorique voire expérimentale. Je ne vivrai jamais assez vieux pour ça

Il faut donc :
- Très bien connaitre les théories existantes
- Très bien connaitre l'état de l'art en matière expérimentale
- Chercher d'autres voies pour la recherche théorique que le simple jeu d'essai et erreur d'idées quelconques

On a tout simplement pas le choix. Mais d'un autre coté, l'étude de ces théories est tellement passionant que c'est un plaisir de suivre cette voie.

[Zefram Cochrane]

Bon, comme tu le vois, j'ai laissé filer ici pour commencer, parce que c'était bon enfant, et surtout constructif.

Mais la plupart du temps, les inventeurs géniaux d'une nouvelle théorie "tellement simple mais pourquoi n'y a t'on pas pensé avant !" allient l'inculture scientifique à l'agressivité. Et en outre ils sont en général acharnés, puis pour finir insultant. Y'a des statistiques là dessus

Donc par défaut, c'est niet. Maintenant si c'est fait gentiment et sans acharnement (sans dialogue de sourd), dans un but de pédagogie personnelle, bon... Mais le mieux n'est il pas de poser des questions, vu que au fond c'est une question ?

a+

Tout à fait !

pour la petite histoire, je n'avais nullement l'intention d'en parler, mais le sujet est évocateur. L'histoire du neutron qui se transmute en 'antiproton' ne présente pas beaucoup d'intérêt si on le sort du contexte; ce serait plutôt l'aspect cyclique de l'antimatière qui, dans les premiers temps de l'Univers deviendrait matière avant de se transformer de nouveau en antimatière dans les trous noirs.

parce comme tu l'as dit, la règle de symétrie impose qu'à chaque particule d'antimatière soit créée une particule de matière et réciproquement. La question : où est l'antimatière primitive?

Donc l'antimatière doit être quelque part. Ne pourrais t'elle pas s'être transformée en matière noire (genre effet de gravitation électrostatique)?

A propos du delta pour Deedee.
A quoi d'autre voulais tu que je pense? A tout sauf au delta?
ben t'as raison

Sinon j'ai un peu survolé les liens que t'as posté (je m'y replongerai plus assidument pour comprendre la symétrie CPT promis). J'ai regardé entre autre l'histoire du confinement. Deux Quarks de même couleur ne se calculent pas, c'est le principe?
j'avais imaginé un truc similaire pour cet 'antiproton' en me basant sur le fait qu'ils aient une charge identique et sur la propriété qu'on deux corps monoatomique à se mélanger leurs atomes quand ils sont en contact.

Sinon je ne suis pas tout à fait d'accord avec Rincevincent parce que les forums sont les seuls moyen pour les mecs lambda comme moi de partager des idées avec des gens plus compétents que moi.
et, dans la foultitude de sujets et de commentaires, quelques bonnes idées peuvent émerger; le tout dans la cordialité et il faut apprendre à écouter (je me soigne).

Sinon, si cet 'antiproton', qui n'est pas une antiparticule' existe potentiellement au niveau théorique au même titre que le graviton (dont je ne crois pas en l'existence) il faudrait peut être penser à lui donner un nom?
je propose antéproton

je vous souhaite une bonne journée.

[papy-alain]

Bonjour.
dhaineault avait posé la question de savoir si l'antimatière était contenue dans la matière, vu les résultats d'expériences menées dans les accélérateurs de particules. Je me pose un peu la même question : l'antimatière produite par ces expériences apparaît elle comme le résultat d'une transformation d'état, ou y a-t-il réellement de l'antimatière contenue physiquement dans la matière ?

[Deedee81]

dhaineault avait posé la question de savoir si l'antimatière était contenue dans la matière, vu les résultats d'expériences menées dans les accélérateurs de particules. Je me pose un peu la même question : l'antimatière produite par ces expériences apparaît elle comme le résultat d'une transformation d'état, ou y a-t-il réellement de l'antimatière contenue physiquement dans la matière ?

Si l'on en croit les théories actuelles (tout de même incroyablement bien validée) c'est une transformation d'état. Les particules sont des excitations ("vibrations", "modes normaux") des champs et la création d'une particule d'antimatière n'est que la création d'une excitation particulière.

Notons que l'antimatière n'est pas quelque chose de magique. Ce sont des particules comme les autres, avec leurs propriétés (masse, charge,...). Le nom antimatière est purement conventionnel et résulte seulement d'une symétrie dans les charges (électriques et quatre). Un positron est un électron de charge électrique positive, ni plus, ni moins. Et la charge électrique positive n'est pas quelque chose de "spécial" : le proton a une charge électrique positive.

Mais même sans faire appel à la théorie on peut répondre.

Si tu fais des collisions avec des particules d'antimatière, cela produit entre autre chose des particules de matière. En fait, les réactions sont symétriques (à l'exception notable des mesons K et B).

On pourrait donc demander : est-ce que la matière est contenue physiquement dans l'antimatière ?

A moins d'avoir l'idée bizarre (le mot est faible) d'un jeu infini de poupées russes (l'électron contient un positron qui contient un électron qui contient etc....) la réponse est donc : non, l'antimatière n'est pas contenue dans la matière.

[papy-alain]

Merci, Deedee, pour cette réponse claire et complète.
On en vient à se demander jusqu'où va l'infiniment petit, car ces particules doivent être constituées de "quelque chose" qui se présente sous différends aspects en fonction des circonstances. Mais hélas, ces notions se situent au-delà (je devrais dire en-deça) de ce qui est observable.

[invite88ddd179]

J'ai bien vu les guillemets mais juste pour éviter les malentendu, il n'y a aucun signe + ou - assigné à l'une et l'autre forme dans l'absolu. En première approche, dire que nous somme de l'antimatière et que l'antimatière est de la matière ne change pas les lois de la physique (il y a autant de + et de - dans la matière et dans l'antimatière, pour bien fixer les idées) : une anti-molécule d'eau aurait en toute hypothèse la même masse, la même électronégativité (positive plutôt que négative, certes mais tout le reste étant à l'avenant), le même angle de 104° entre les antiatomes d'hydrogène, etc.

C'est précisément cette symétrie théorique qui rend la dissymétrie de fait étonnante. A haute énergie, les deux formes sont produites à taux égaux par une bain à haute énergie de photons à l'équilibre avec les champs de matière. Sauf que... bah pas exactement, manifestement, puisque nous sommes là. Une symétrie absolue formerait un monde de particules qui sont à elle même leur propre antiparticules, typiquement des photons, et peut être des neutrinos. C'est quasiment le cas (le ratio baryon sur photon étant de l'ordre du milliardième) mais donc, pas exactement le cas.

a+

Il y a une chose que je ne comprends pas. Pourquoi tout le monde oppose matière et antimatière ?

Certes dans certaines conditions environnementales, elles sont amenées à se rencontrer et s’annihiler mais en dehors de ces évènements "forcés", ne peuvent-elles pas coexister de manière complémentaire : genre pôle d'un aimant qui tourne autour d'un point d'équilibre,un centre de gravité; sans jamais se rencontrer mais en s'attirant l'une l'autre et maintenu à distance par une force centrifuge induite par leur attirance.

Le tout formant un système à l'équilibre autour de ce centre de gravité/point d'équilibre.

Pour illustrer un exemple : Certains bureaux utilisent des tableaux translucides recto-verso sur pilier, pour accrocher des infos.
On peut poser des aimants l'un en face de l'autre, de part et d'autre du tableau.Si on déplace l'aimant d'un côté, l'autre suivra par symétrie comme pour l'exemple du miroir.

Se pourrait-il que matière et antimatière soient liées de cette manière car je trouve curieux de faire apparaître de l'antimatière en brisant de la matière ?

Et j'ai toujours en tête la loi de Lavoisier : Rien ne se perd, rien ne se gagne tout se transforme; car dans ce cas là on peut considérer que la matière ou l'antimatière est la cristallisation de l'énergie (car en mouvement (ondes) et libérée en quelque sorte d'une force (la gravité ?), qui l'empêchait de bouger un peu comme dans un trou noir.
Je m'arrête là pour les spéculations...

[Gilgamesh]

Il y a une chose que je ne comprends pas. Pourquoi tout le monde oppose matière et antimatière ?

Certes dans certaines conditions environnementales, elles sont amenées à se rencontrer et s’annihiler mais en dehors de ces évènements "forcés", ne peuvent-elles pas coexister de manière complémentaire : genre pôle d'un aimant qui tourne autour d'un point d'équilibre,un centre de gravité; sans jamais se rencontrer mais en s'attirant l'une l'autre et maintenu à distance par une force centrifuge induite par leur attirance.

Le tout formant un système à l'équilibre autour de ce centre de gravité/point d'équilibre.

Pour illustrer un exemple : Certains bureaux utilisent des tableaux translucides recto-verso sur pilier, pour accrocher des infos.
On peut poser des aimants l'un en face de l'autre, de part et d'autre du tableau.Si on déplace l'aimant d'un côté, l'autre suivra par symétrie comme pour l'exemple du miroir.

Se pourrait-il que matière et antimatière soient liées de cette manière car je trouve curieux de faire apparaître de l'antimatière en brisant de la matière ?

Et j'ai toujours en tête la loi de Lavoisier : Rien ne se perd, rien ne se gagne tout se transforme; car dans ce cas là on peut considérer que la matière ou l'antimatière est la cristallisation de l'énergie (car en mouvement (ondes) et libérée en quelque sorte d'une force (la gravité ?), qui l'empêchait de bouger un peu comme dans un trou noir.
Je m'arrête là pour les spéculations...

Il ne faut pas opposer mais additionner.

Ce qu'on appelle une particule se conçoit mieux sous la forme d'une collection de nombres quantiques portés par la particule. Son individualité c'est cette petite collection (charge électrique, "couleur" au sens de l'interaction forte, "saveur" au sens de l'interaction faible, etc). La Physique, la Nature disons, ne se préoccupe pas de l'individualité des particules mais de la conservation de la somme de tous ces nombres. Si j'ai une particule de nombre quantique a et une autre de nombre -a, la somme sur ce nombre sera nulle : autrement dit, le seul ensemble de particules possible partant d'un ensemble de réactions quelconque engendrant un nombre quelconque de particules à partir des a et -a de départ sera celui dont la somme des 'a' portés par chaque particules sera a - a = 0.

S'ajoute à cela que la Nature, en tendance lourde, est encline à produire plusieurs particules légères en partant d'une particule de départ massive ; c'est une autre façon d'exprimer le Second Principe de thermodynamique, l'entropie étant proportionnelle au nombre de particules du système. La tendance lourde de l'univers est donc de fabriquer des particules légères, à la limite de masse nulle, comme le photon, qui en outre est neutre du point de vue de la charge électrique, de la couleur, de la saveur, etc. Une particule de matière et d'antimatière qui se rencontrent ne s'annihilent pas stricto sensus : elles donnent des photons, ce qui n'est pas rien. Rien n'est perdu, tout est conservé au sens où la somme des a restent celle du départ, mais avec des particules plus légères et plus nombreuses (=> à entropie croissante).

a+

[invite88ddd179]

Il ne faut pas opposer mais additionner.

Ce qu'on appelle une particule se conçoit mieux sous la forme d'une collection de nombres quantiques portés par la particule. Son individualité c'est cette petite collection (charge électrique, "couleur" au sens de l'interaction forte, "saveur" au sens de l'interaction faible, etc). La Physique, la Nature disons, ne se préoccupe pas de l'individualité des particules mais de la conservation de la somme de tous ces nombres. Si j'ai une particule de nombre quantique a et une autre de nombre -a, la somme sur ce nombre sera nulle : autrement dit, le seul ensemble de particules possible partant d'un ensemble de réactions quelconque engendrant un nombre quelconque de particules à partir des a et -a de départ sera celui dont la somme des 'a' portés par chaque particules sera a - a = 0.

S'ajoute à cela que la Nature, en tendance lourde, est encline à produire plusieurs particules légères en partant d'une particule de départ massive ; c'est une autre façon d'exprimer le Second Principe de thermodynamique, l'entropie étant proportionnelle au nombre de particules du système. La tendance lourde de l'univers est donc de fabriquer des particules légères, à la limite de masse nulle, comme le photon, qui en outre est neutre du point de vue de la charge électrique, de la couleur, de la saveur, etc. Une particule de matière et d'antimatière qui se rencontrent ne s'annihilent pas stricto sensus : elles donnent des photons, ce qui n'est pas rien. Rien n'est perdu, tout est conservé au sens où la somme des a restent celle du départ, mais avec des particules plus légères et plus nombreuses (=> à entropie croissante).

a+

Merçi de votre réponse... alors si j'ai bien compris l'équation les particules de matières et d'antimatières donne des photons. L'inverse est-il possible ou faut-il apporter d'autre éléments ?

Dans un message vous parliez de symétrie entre matière et antimatière mais de quelle symétrie s'agit-il, celle par projection orthogonale ou celle par projection en diagonale ?
Car en géométrie on obtient pas le même résultat selon celle dont on parle. L'image d'un segment [AB] par projection orthogonale est un segment [AB] de même direction, de même sens sauf qu'il est situé à gauche de l'axe de symétrie et l'original à droite, c'est comme pour l'exemple du reflet dans le miroir dû à l'angle de réflexion de la lumière.

L'image d'un segment [AB] par projection en diagonale donne un segment [BA] de même direction mais de sens opposé, dans ce cas là on peut dire que [AB] est le strict opposé de [BA]. Dans cet ordre d'idées, si on reprend l'exemple du reflet, ce dernier me saluerait de la main droite mais ce n'est pas le cas, il le fait de la main gauche. Par contre c'est ce que font deux personne qui se serrent la main droite mutuellement, les deux corps produisent un mouvement opposé de même ampleur.

Pour en rester avec les maths j'ai également remarqué que la création simultanée de matière et d'antimatière fonctionnait un peu comme un carré et des racines. En effet, un carré a toujours une racine positive et et négative. Qu'est-ce qui est à l'origine de la matière et l'antimatière ? Quel est le précurseur de ce phénomène ?

Autre bizarrerie symétrique, si on coupe une planète à son équateur, on s’aperçoit que les deux hémisphères centrées sur leur pôle respectif tournent de manière complémentaire, c'est à dire opposée par symétrie, projection orthogonale. Pour le vérifier il faut tracer un cercle de part et d'autre de la feuille et indiqué le mouvement par des flèches, sur les deux faces en prenant comme référentiel un pôle, le centre du cercle. De part leur référentiel on croirait les mouvement opposé mais en fait par transparence on voit qu'ils sont complémentaires et vont dans le même sens.

Encore plus curieux, les réactions en chaîne qui croissent selon les puissances de 2 : 2^0 au départ, puis 2^1,2^2....2^n, ajouté à cela des création de matière et d'antimatières qui fonctionne comme le feraient des racines à partir d'un carré...vraiment bizarre...
Cela me fait pensé à une loi binomiale basé sur des variables aléatoires discrètes qui suivent une loi de Bernoulli :
- 2 choix, réussite : matière ou échec : pas matière (antimatière)
donc P (matière) = P(antimatières) = 1/2N
- l'univers est suffisamment grand pour pouvoir y réaliser la même expérience "N" fois sans remise
- la probabilité de réussite est toujours la même

Ce qui donne : P (S = N/2) = N Combinaison ( 1 /2)N*0.5N^(0.5N) * 0.5^(N-(1/2)N).


Tout ça pour dire qu'il existe beaucoup de coïncidences de symétrie par projection orthogonale (de mouvement ou d'éléments complémentaires).de là à dire que notre univers fonctionne de la sorte...

[Gilgamesh]

Merçi de votre réponse... alors si j'ai bien compris l'équation les particules de matières et d'antimatières donne des photons. L'inverse est-il possible ou faut-il apporter d'autre éléments ?

L'inverse est possible sans qu'il faille ajouter d'autres éléments. Dans le bain de photon originel, tous les champs de matière et d'antimatière sont couplés aux photons avant de se "figer" à une température donnée, dès que la température du bain, hv devient inférieur à l'énergie de masse de la particule mc². Couplés cela veut dire qu'à tout instant il y a autant de photons qui se transforment en couple matière - antimatière que l'inverse. La température baissant, le bain se fige dans un étant particulier, et l'univers actuel est ce qui reste de figement progressif des hautes énergies vers les basses.

Dans un message vous parliez de symétrie entre matière et antimatière mais de quelle symétrie s'agit-il, celle par projection orthogonale ou celle par projection en diagonale ?

Il s'agit de symétries abstraites entre des groupes de nombre quantiques représentant comme on l'a vu l'identité de la particule, et espère t'on son identité absolue (au sens où elle serait complètement décrite de la sorte). Cette symétrie ne s'exprime pas dans un espace usuel, mais la forme mathématique utilisée peut très bien trouver sa traduction dans un espace géométrique à plusieurs dimensions. La rigueur est la même, et plus intéressant, l'intuition est la même, au sens où personne ne prétendra qu'il faut cloisonner les mathématiques selon qu'elle s'appliquent à l'espace usuel, ou à l'espace interne des particules (que Lachieze Rey baptise, je trouve avec bonheur, l'Internat).

a+

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
j'ai toujours un peu de mal à me dire que toute particules entrant dans l'Horizon d'un trou noir finira par atteindre la singularité centrale, mais bon:

Si j'ai bien compris ce qui a déjà été dit sur FS, peu importe la taille du trou noir, un objet matériel, en approchant de la Singularité, se fera dichotomiser en particules élémentaires par l'effet marée et si le trou noir est assez vaste, l'objet pourrait même garder sa cohérence bien qu'il ai dépassé l'Horizon.

En atteignant la singularité l'entropie de l'énergie correspondante à l'objet est maximale. Hors, il n'y a pas plus entropique que les particules virtuelles (dont les photons )

Donc ma première question est ce qu'en atteignant la Singularité, l'énergie "entrante" est uniquement constituée de particules virtuelles (je pense au boson de Higgs) et dans ce cas est-ce que la masse réelle des trous noirs ne serait pas nulle si on excepte les particules qui ne sont oas encore tombée dans la Singularité. Parce que dans ce cas on devrait plutôt parler de masse théorique = Esingularité / C²

A contrario, si la masse du trou noir est réelle; vu que la charge énergétique de la Singularité augmente avec le temps, puisque dans notre univers les trous noirs sont constamment illuminés, est-ce que cette augmentation de charge énergétique n'entraîne pas un accroissement de la masse du trou noir?

[Deedee81]

Salut,

En atteignant la singularité l'entropie de l'énergie correspondante à l'objet est maximale. Hors, il n'y a pas plus entropique que les particules virtuelles (dont les photons )

D'abord un petit mot sur les particules virtuelles. Pour moi, ce sont des particules comme les autres. C'est un sujet qui a déjà été discuté sur le forum physique. La dichotomie que l'on fait entre particules réelles et virtuelles est une dichotomie de circonstance.

Les particules réelles sont considérées comme (quasi) éternelles et entrant ou sortant dans un processus physique et observées (par exemple la diffusion d'un électron par un photon).

Les particules virtuelles sont non observées et naissent et meurent dans le processus.

Du fait de leur durée de vie limitée et à cause des relations d'indétermination de Heisenberg, une particule virtuelle n'a pas nécessairement une énergie précise. Elle peut être "hors de la couche de masse". Par exemple, un photon peut avoir k² != 0. L'énergie peut même être négative.

Mais en réalité on peut considérer que toutes les particules sont virtuelles !!!! Ces particules éternelles, considérées dans les calculs comme des ondes planes, c'est une idéalisation. Toute particule a une durée finie entre deux interactions.

Prenons un photon émis par une lampe et capté par une plaque photographique. On peut considérer l'émission de ce photon comme l'émission d'un photon réel dont on va mesurer les caractéristiques avec la plaque photo. Mais si on considère le systéme comme un tout : atome de tungstène émettant un photon, photon absorbé par un atome d'argent, on peut représenter l'ensemble comme une interaction (longue distance) entre deux atomes par l'échange d'un photon.... virtuel ! Ce photon est aussi bien réel que virtuel. Alors qu'il s'agit de la même expérience.

Voilà pour démystifier ou démythifier la notion de particule virtuelle.

Le cas des fluctuations du vide, les interactions vide - vide, sont un peu particulières. Mais justement, je ne considère ça que comme un cas particulier. Pas comme des particules "spéciales".

Donc ma première question est ce qu'en atteignant la Singularité, l'énergie "entrante" est uniquement constituée de particules virtuelles (je pense au boson de Higgs) et dans ce cas est-ce que la masse réelle des trous noirs ne serait pas nulle si on excepte les particules qui ne sont oas encore tombée dans la Singularité. Parce que dans ce cas on devrait plutôt parler de masse théorique = Esingularité / C²

Il est sûr qu'avec les conditions extrêmes rêgnant près du centre, tout ce qui tombe doit certainement entraîner la production d'une flopée de particules, peut-être même des Higgs s'ils existent.

Mais cela ne signifie nullement que la masse est nulle. La masse propre est une quantité conservée aussi bien en relativité qu'en mécanique quantique. Elle ne saurait s'annuller.

Par contre, on peut bel et bien parler de masse théorique M du trou noir. Simplement parceque il est difficile d'aller mesurer la masse dans le trou noir Pire, il faut y inclure l'énergie gravitationnelle, singulièrement difficile à définir. Dans le livre MTW ils définissent physiquement cette masse en regardant les orbites des corps tournant loin autour du trou noir. C'est la masse "keplerienne".

A contrario, si la masse du trou noir est réelle; vu que la charge énergétique de la Singularité augmente avec le temps, puisque dans notre univers les trous noirs sont constamment illuminés, est-ce que cette augmentation de charge énergétique n'entraîne pas un accroissement de la masse du trou noir?

Si. C'est comme ça que les trous noirs super massifs au centre des galaxies sont devenus ce qu'ils sont : en avalant tout ce qui était autour d'eux (et probablement de temps en temps en fusionnant avec un trou noir d'une autre galaxie lors de la formation des grandes galaxies à partir de petites).

[Zefram Cochrane]

Salut,



D'abord un petit mot sur les particules virtuelles. Pour moi, ce sont des particules comme les autres. C'est un sujet qui a déjà été discuté sur le forum physique. La dichotomie que l'on fait entre particules réelles et virtuelles est une dichotomie de circonstance.

Les particules réelles sont considérées comme (quasi) éternelles et entrant ou sortant dans un processus physique et observées (par exemple la diffusion d'un électron par un photon).

Les particules virtuelles sont non observées et naissent et meurent dans le processus.

Du fait de leur durée de vie limitée et à cause des relations d'indétermination de Heisenberg, une particule virtuelle n'a pas nécessairement une énergie précise. Elle peut être "hors de la couche de masse". Par exemple, un photon peut avoir k² != 0. L'énergie peut même être négative.

Mais en réalité on peut considérer que toutes les particules sont virtuelles !!!! Ces particules éternelles, considérées dans les calculs comme des ondes planes, c'est une idéalisation. Toute particule a une durée finie entre deux interactions.

Prenons un photon émis par une lampe et capté par une plaque photographique. On peut considérer l'émission de ce photon comme l'émission d'un photon réel dont on va mesurer les caractéristiques avec la plaque photo. Mais si on considère le systéme comme un tout : atome de tungstène émettant un photon, photon absorbé par un atome d'argent, on peut représenter l'ensemble comme une interaction (longue distance) entre deux atomes par l'échange d'un photon.... virtuel ! Ce photon est aussi bien réel que virtuel. Alors qu'il s'agit de la même expérience.

Voilà pour démystifier ou démythifier la notion de particule virtuelle.

Le cas des fluctuations du vide, les interactions vide - vide, sont un peu particulières. Mais justement, je ne considère ça que comme un cas particulier. Pas comme des particules "spéciales".



Il est sûr qu'avec les conditions extrêmes rêgnant près du centre, tout ce qui tombe doit certainement entraîner la production d'une flopée de particules, peut-être même des Higgs s'ils existent.

Mais cela ne signifie nullement que la masse est nulle. La masse propre est une quantité conservée aussi bien en relativité qu'en mécanique quantique. Elle ne saurait s'annuller.

Par contre, on peut bel et bien parler de masse théorique M du trou noir. Simplement parceque il est difficile d'aller mesurer la masse dans le trou noir Pire, il faut y inclure l'énergie gravitationnelle, singulièrement difficile à définir. Dans le livre MTW ils définissent physiquement cette masse en regardant les orbites des corps tournant loin autour du trou noir. C'est la masse "keplerienne".



Si. C'est comme ça que les trous noirs super massifs au centre des galaxies sont devenus ce qu'ils sont : en avalant tout ce qui était autour d'eux (et probablement de temps en temps en fusionnant avec un trou noir d'une autre galaxie lors de la formation des grandes galaxies à partir de petites).

Bonjour et merci pour tes éclaircissement.
j'ai une autre question :
J'aimerai savoir comment la masse d'un voyageur pourrait intégrer la Singularité puisqu'à l'approche de l'Horizon du TN, le temps arrête de s'écouler pour lui, qu'il passe du statut tridimensionnel à bidimensionnel et que la distance qui le sépare du trou noir devient nfinie.

C'est pour cette raison que je pensais que : quelque soit l'endroit où je me trouverait à l'intérieur du trou noir, l'horizon s'éloigne de moi à la vitesse de la lumière; et qu'en fin de compte, ma position dans le trou noir, calculée par un observateur situé en dehors du trou noir, dépend du temps que j'ai passé (pour l'observateur) à l'intérieur du trou noir par rapport à l'âge du trou noir (selon l'observateur toujours).

Ce qui m'amène à cette interrogation : comment dans ces conditions, la Singularité des trous noirs peuvent fusionner? Car, même si pour l'observateur, leurs Horizons respectifs se confondent, les singularités continuent de s'éloigner l'une de l'autre à la vitesse de 2C.

[invite88ddd179]

L'inverse est possible sans qu'il faille ajouter d'autres éléments. Dans le bain de photon originel, tous les champs de matière et d'antimatière sont couplés aux photons avant de se "figer" à une température donnée, dès que la température du bain, hv devient inférieur à l'énergie de masse de la particule mc². Couplés cela veut dire qu'à tout instant il y a autant de photons qui se transforment en couple matière - antimatière que l'inverse. La température baissant, le bain se fige dans un étant particulier, et l'univers actuel est ce qui reste de figement progressif des hautes énergies vers les basses.



Il s'agit de symétries abstraites entre des groupes de nombre quantiques représentant comme on l'a vu l'identité de la particule, et espère t'on son identité absolue (au sens où elle serait complètement décrite de la sorte). Cette symétrie ne s'exprime pas dans un espace usuel, mais la forme mathématique utilisée peut très bien trouver sa traduction dans un espace géométrique à plusieurs dimensions. La rigueur est la même, et plus intéressant, l'intuition est la même, au sens où personne ne prétendra qu'il faut cloisonner les mathématiques selon qu'elle s'appliquent à l'espace usuel, ou à l'espace interne des particules (que Lachieze Rey baptise, je trouve avec bonheur, l'Internat).

a+

Gilgamesh, merçi encore une fois pour vos réponses précises...mais ces réponses soulèvent d'autres questions :
1- Les photons permettent de créer des un couple antimatière-matière et matière - antimatière dans le même temps,ok .
Mais les photons sont parait-il des particules virtuelles.
De plus, on dit que les photons composent la lumière qui est une onde.
Alors que sont vraiment les photons ?
2-Les étoiles émettent de la lumière, des photons ? Cela veut-il dire qu'en plus de la fusion du dihydrogène en héllium, il se produit une réaction entre matière et antimatière au coeur des étoiles ?
3-C'est quoi "hv" ?
4-Qu'est-ce qui est plus rapide entre la liaison entre atomes base de la matière ou antimatière et la lumière ?
5-le couple matière-antimatière reste-t-il soudé après sa création ?
6-Dans cette question, je vais me faire l'avocat du diable et je m'en excuse par avance. Sachant qu'il est impossible de distinguer la matière de l'antimatière au niveau électromagnétique, comment être sûr que les molécules que l'on fait se percuter au CERN ne sont pas de l'antimatière en lieu et place de matière?
7- Idem pour cette question, désolé ! Vous m'avez dit que la réaction entre matière et antimatière avait été observé aux environs d'un amas de galaxies. Mais pour les même raisons qu'en question 6, comment peut-on être sûr qu'il s'agit bien de matière et d'antimatière sachant qu'on ne peut pas les reconnaître ? Pourquoi n'a-t-on pas observé ce phénomène ailleurs ?
8-Enfin, une question pratique pourquoi n' y a-til pas d'animateur sur le forum "dilatation du temps" ?
Merçi d'avance pour vos réponses !!!!!

[invite4d7a968b]

Salut

1) Le photon est une particule de masse nulle. C'est la particule qui entre en jeu dans toutes les réactions de type électromagnétique. Par exemple, deux particules chargées qui interagissent, on représente ça par un diagramme de Feynman en supposant que les deux particules échangent un photon. Tu peux également avoir un processus d'annihilation (genre électron-positron) qui donne deux photons ou la réaction inverse, deux photons donnant une particule et son antiparticule. Les photons sont produits dans de nombreuses réactions, un atome excité se désexcite en émettant un photon, des réactions de fusion produisent des photons...
La lumière visible n'est rien d'autre qu'une petite portion en fréquence du spectre électromagnétique. Depuis le début du XXe siècle, on sait qu'il existe un concept de dualité onde-corpuscule qui nous dit qu'une onde peut être interprétée comme une particule et vice versa. La particule associée à l'onde électromagnétique est le photon puisque c'est le médiateur de l'interaction électromagnétique.
Comme Deedee a dit le qualificatif de particule virtuelle est purement de circonstance selon les situations, je t'invite à relire ses explications

2) Comme j'ai dit au 1), des photons sont produits dans des réactions de fusion nucléaire. Sur les schémas tu peux voir l'émission de photons pour certaines étapes de la chaine proton-proton
wiki fusion

3) est l'énergie du photon reliant une constante h appelée constante de Planck à la fréquence du photon . Plus la fréquence est élevée plus le photon est énergétique

6) Prenons l'exemple de l'électron et du positron. Ils ont la même masse mais une charge électrique opposée. Dans ton détecteur, où tu vas produire ces particules, tu crées un champ magnétique qui va courber la trajectoire des particules qui ont une charge électrique (voir "force de Lorentz"), comme le sens de la courbure dépend de la charge de la particule, un positron va être dévié dans le sens opposé à un électron, ce qui permet son identification

7) Il me semble qu'un argument pour dire que les galaxies sont également composées de matière est le fait que les rayons cosmiques qui arrivent sur Terre sont principalement des protons et des noyaux d'hélium (et vraiment pas beaucoup d'antiprotons et d'anti-hélium)

[Deedee81]

Salut,

puisqu'à l'approche de l'Horizon du TN, le temps arrête de s'écouler pour lui, qu'il passe du statut tridimensionnel à bidimensionnel et que la distance qui le sépare du trou noir devient nfinie.

Non, c'est pour un observateur extérieur que le temps du voyageur s'arrête, qu'il devient tout plat,...

Pour lui, rien de spécial ne se passe (au contraire, avec les effets de marée il va s'étirer !!!!) et il atteint la singularité en un temps fini (une fois l'horizon passé, il y a même une borne supérieure : impossible d'éviter la singularité).

Concilier les deux (le point de vue du voyageur et le point de vue de l'observateur lointain) est singulièrement difficile. Il m'a fallu du temps. Un reliquat de pensée newtonienne avec son temps absolu à mon avis. Une question comme : "je suis sur terre, j'observe un trou noir, à ce moment là que se passe-t-il sous l'horizon ?" est une question qui n'est ni vraie ni fausse mais sans aucun sens.

Une chose qui aide beaucoup : formuler toutes ces questions en les illustrant de diagrammes de Kruskal-Szekeres. C'est comme ça qu'un physicien m'a montré une erreur dans mes raisonnements : puisque pour moi, loin du trou noir, je vois le voyageur s'approcher du trou noir sans jamais l'atteindre et puisque le trou noir s'évapore (en un temps très long), j'en déduis que le voyageur ne peut pas atteindre la singularité. Le trou noir "fond" litéralement sous ses pieds avant qu'il passe l'horizon.

Et bien c'est faux !!!! Le voyageur peut passer l'horizon et atteindre la singularité. Simplement pour moi à l'extérieur je ne vois qu'une partie de sa vie, celle avant le passage de l'horizon, et de mon point de vue : passage de l'horizon, atteinte de la singularité et fin de l'évaporation se confondent. Je suis causalement coupé de l'espace-temps à l'intérieur du trou noir. L'utilisation d'un diagramme KS permet de s'en rendre compte.

On peut traiter de même des cas plus complexes comme la fusion des TN mais ça nécessite pas mal d'efforts et d'aspirine.

Bon dieu, je sais pas si c'est pâques, mais KS j'avais d'abord écrit Kochen et Specker, aiaiaiaie.

[invite9e0be6e7]

Et bien c'est faux !!!! Le voyageur peut passer l'horizon et atteindre la singularité. Simplement pour moi à l'extérieur je ne vois qu'une partie de sa vie

c'est peut-être hors sujet, mais j'me demande, avant de tomber dans le trou noir le voyageur émet par exemple en 1 seconde un nombre fini de photon, si le temps est dilaté à l'infini, comment ça se fait qu'on le voit plus d'une seconde? ou alors on le voit plus et c'est juste une image pour représenter la dilatation du temps?

[Deedee81]

Salut,

c'est peut-être hors sujet, mais j'me demande, avant de tomber dans le trou noir le voyageur émet par exemple en 1 seconde un nombre fini de photon, si le temps est dilaté à l'infini, comment ça se fait qu'on le voit plus d'une seconde? ou alors on le voit plus et c'est juste une image pour représenter la dilatation du temps?

Ce n'est pas du tout hs amha.

On verra les photons pendant plus d'une seconde car les photons arriverons à un rythme plus faible.

C'est d'ailleurs un point important : en pratique on ne pourrait pas observer le voyageur éternellement. C'est bien expliqué dans le livre Gravitation de MTW : pourquoi "trou", pourquoi "noir". On vérifie que quelle que soit la quantité lumineuse émise par le voyageur (ou l'étoile qui a formé le trou noir) le nombre de photons émis est fini (au moins au-dessous d'une petite fréquence de coupure) et très rapidement on ne voit plus rien.

[invite9e0be6e7]

Ce n'est pas du tout hs amha.

On verra les photons pendant plus d'une seconde car les photons arriverons à un rythme plus faible.

C'est d'ailleurs un point important : en pratique on ne pourrait pas observer le voyageur éternellement.

merci, ça répond bien à ma question.

On vérifie que quelle que soit la quantité lumineuse émise par le voyageur (ou l'étoile qui a formé le trou noir)

me vient une autre question, est ce qu'on pourrait observer des étoiles qui en fait seraient des trous noirs mais donc la lumière seraient émise par la matière en chute?

[invite4d7a968b]

Effectivement, si le trou noir est dans une région qui contient beaucoup de matière ou en présence d'une étoile compagnon, on s'attend à ce que la matière aspirée par le trou noir forme un disque d'accrétion autour du trou noir. La matière atteint des vitesses très importantes et à cause des frictions, on obtient un rayonnement en rayons X

[Zefram Cochrane]

Salut,



Non, c'est pour un observateur extérieur que le temps du voyageur s'arrête, qu'il devient tout plat,...

Pour lui, rien de spécial ne se passe (au contraire, avec les effets de marée il va s'étirer !!!!) et il atteint la singularité en un temps fini (une fois l'horizon passé, il y a même une borne supérieure : impossible d'éviter la singularité).

Concilier les deux (le point de vue du voyageur et le point de vue de l'observateur lointain) est singulièrement difficile. Il m'a fallu du temps. Un reliquat de pensée newtonienne avec son temps absolu à mon avis. Une question comme : "je suis sur terre, j'observe un trou noir, à ce moment là que se passe-t-il sous l'horizon ?" est une question qui n'est ni vraie ni fausse mais sans aucun sens.

Une chose qui aide beaucoup : formuler toutes ces questions en les illustrant de diagrammes de Kruskal-Szekeres. C'est comme ça qu'un physicien m'a montré une erreur dans mes raisonnements : puisque pour moi, loin du trou noir, je vois le voyageur s'approcher du trou noir sans jamais l'atteindre et puisque le trou noir s'évapore (en un temps très long), j'en déduis que le voyageur ne peut pas atteindre la singularité. Le trou noir "fond" litéralement sous ses pieds avant qu'il passe l'horizon.

Et bien c'est faux !!!! Le voyageur peut passer l'horizon et atteindre la singularité. Simplement pour moi à l'extérieur je ne vois qu'une partie de sa vie, celle avant le passage de l'horizon, et de mon point de vue : passage de l'horizon, atteinte de la singularité et fin de l'évaporation se confondent. Je suis causalement coupé de l'espace-temps à l'intérieur du trou noir. L'utilisation d'un diagramme KS permet de s'en rendre compte.

On peut traiter de même des cas plus complexes comme la fusion des TN mais ça nécessite pas mal d'efforts et d'aspirine.

Bon dieu, je sais pas si c'est pâques, mais KS j'avais d'abord écrit Kochen et Specker, aiaiaiaie.

Bonsoir,
En fait j'ai mal formulé ma question.
Dans mon sujet "voyage au coeur coeur d'un trou noir" (qui est en passe de passer derrière l'horizon des événements de FS), il y a un tableau et une interrtation des calculs.

Bref, le voyageur se retrouvait au niveau de l'Horizon à une distance infinie de la Singularité. Question : comment un vaisseau, plongeant à la vitesse de la lumière vers la Singularité, peut il la rejoindre si la distance qui l'en sépare est infinie?

et la seconde question qui me vient à l'esprit : comme un obbjet matériel qui, touchant l'horizon à la vitesse de la lumière (n'est-ce pas?) peut il avoir une masse puisque seules les particules immatérielles peuvent voyager à la vitesse de la lumière? Je ne sait pas ce que cela donnerait avec le Diagramme Szekeres Kruskal

[Deedee81]

Salut,

On ne passe pas l'horizon à la vitesse de la lumière.

Pour un observateur extérieur, le vaisseau va de moins en moins vite.

Pour le vaisseau, sa vitesse est zéro par rapport à lui-même.

Pour un observateur qui serait un poil au-dessus de l'horizon (et qui s'y maintiendraient grâce à des super hyper fusées), il verrait passer le vaisseau à toutes sortes de vitesses (selon l'endroit d'où il tombe, selon l'usage éventuels de réacteursà mais jamais à la vitesse de la lumière.

De même si le vaisseau observe le voyageur lointain (en tenant compte du fait qu'il observe une vitesse apparente à cause de l'énorme blue shift).

Il faut faire attention en RG à cause de la courbure de l'espace-temps. Ca rend les mesures de vitesses assez ambigües voire sans aucun sens. Par contre, la mesure locale de la vitesse (entre deux objets situés au même endroit) ne pose pas de problème. Et là, il y a ce bon vieux principe d'équivalence qui peut s'écrire en disant qu'en tout point il existe un repère où la relativité restreinte s'applique. La vitesse sera donc toujours inférieure à c (pour des objets massifs).

[papy-alain]

Pour un observateur extérieur, le vaisseau va de moins en moins vite.

Pour un observateur qui serait un poil au-dessus de l'horizon (et qui s'y maintiendraient grâce à des super hyper fusées), il verrait passer le vaisseau à toutes sortes de vitesses (selon l'endroit d'où il tombe, selon l'usage éventuels de réacteursà mais jamais à la vitesse de la lumière.

Bonjour Deedee
Je n'arrive pas à me représenter concrètement cette notion. Plus le vaisseau accélère, plus on observe un ralentissement si on le voit depuis la Terre (observateur A). Si on est près de l'horizon du TN (observateur B), on voit le vaisseau à des vitesses variables. Pourtant, on peut considérer que les deux observateurs (A & B) sont immobiles l'un part rapport à l'autre et se trouvent donc dans le même référentiel. L'effet relativiste serait il variable uniquement en fonction de l'angle de vision selon lequel on observe le phénomène ?

[Deedee81]

Pourtant, on peut considérer que les deux observateurs (A & B) sont immobiles l'un part rapport à l'autre et se trouvent donc dans le même référentiel.

C'est là que se situe l'erreur. Ce n'est certainement pas le même référentiel du point de vue de la RR. Il ne faut pas oublier l'énorme courbure de l'espace temps. Du point de vue du principe d'équivalence "ancienne mouture" (gravité = accélération) l'observateur "immobile" près de l'horizon est équivalent à un observateur violemment accéléré vers le haut !!!! Rien que ça, ça montre bien que leur situation est tout sauf équivalente. Si l'on plaçait des étalons "immobiles", de fait les observateurs diraient "notre distance ne varie pas", mais s'ils mesurent l'effet Doppler, celui au loin dirait "oh là là, il s'éloigne à toute vitesse" et celui près de l'horizon dirait "mon dieu, mais il me fonce dessus plein tube !". La RG n'est vraiment pas la RR (dès que l'on quitte un voisinage infinitésimal d'un événement).

Maintenant que tu aies du mal à visualiser ça, avec l'espace-temps tout tordu d'un trou noir, franchement, tu ne métonnes pas. Il ne doit pas y en avoir beaucoup qui y arrivent. Pas moi en tout cas (je fonctionne en pensant par "coupes" et projections, en utilisant les équations, en pensant aux diverses propriétés et aspects de la RG.... et grâce à ma mémoire en me rappelant divers résultats lus dans les bouquins Et de temps en temps, je me trompe, et quand ça arrive c'est chaque fois la bourde du siècle. Et il y a beaucoup de siècles dans ma vie ).

[papy-alain]

Oui, j'aurais dû y penser. Pour faire partie d'un même référentiel inertiel, il ne suffit pas d'être au repos, il faut encore que les propriétés physiques soient partout identiques, y inclus la gravité.
Bon, mais alors je continue sur le même raisonnement : si A et B se trouvent tous deux proches de l'horizon du TN, mais que A se trouve à l'endroit où passe le vaisseau, et B se trouve plus loin, décalé de 90° par rapport à A, vont ils observer la même chose ?

[Deedee81]

Bon, mais alors je continue sur le même raisonnement : si A et B se trouvent tous deux proches de l'horizon du TN, mais que A se trouve à l'endroit où passe le vaisseau, et B se trouve plus loin, décalé de 90° par rapport à A, vont ils observer la même chose ?

Ah, je vois mieux ou tu voulais en venir.

Réponse : je n'en sais fichtre rien. Mais j'ai mon idée.

Je dirais que pour une métrique de Schwartzchild : oui. En prenant toutes les précautions d'usage (B n'étant pas à l'endroit où passe le vaisseau).

Pour une métrique de Kerr (TN en rotation) je serais prêt à parier que non. La rotation doit provoquer des effets non triviaux et non intuitifs (déjà, un observateur, près de l'horizon, immobile par rapport à un observateur lointain, c'est impossible. Dans l'ergosphère, on est entrainé par la rotation, quoi qu'on fasse).

Je me méfie comme la peste de ces foutus TN. Dès que je n'ai pas l'info toute cuite j'ai peur de très mal intuiter.

[invite88ddd179]

Salut,

On ne passe pas l'horizon à la vitesse de la lumière.

Pour un observateur extérieur, le vaisseau va de moins en moins vite.

Pour le vaisseau, sa vitesse est zéro par rapport à lui-même.

Pour un observateur qui serait un poil au-dessus de l'horizon (et qui s'y maintiendraient grâce à des super hyper fusées), il verrait passer le vaisseau à toutes sortes de vitesses (selon l'endroit d'où il tombe, selon l'usage éventuels de réacteursà mais jamais à la vitesse de la lumière.

De même si le vaisseau observe le voyageur lointain (en tenant compte du fait qu'il observe une vitesse apparente à cause de l'énorme blue shift).

Il faut faire attention en RG à cause de la courbure de l'espace-temps. Ca rend les mesures de vitesses assez ambigües voire sans aucun sens. Par contre, la mesure locale de la vitesse (entre deux objets situés au même endroit) ne pose pas de problème. Et là, il y a ce bon vieux principe d'équivalence qui peut s'écrire en disant qu'en tout point il existe un repère où la relativité restreinte s'applique. La vitesse sera donc toujours inférieure à c (pour des objets massifs).

Bonsoir,
pour information et sauf erreur de ma part, il a été observé au voisinage d'un trou noir que les étoiles ,vues du point de vue du référentiel terrestre, allaient à des vitesses affolantes...genres plusieurs dizaine de milliers de kilomètre à l'heure.... quand c'est pas plus !!!!!

[Deedee81]

Salut,

Bonsoir,
pour information et sauf erreur de ma part, il a été observé au voisinage d'un trou noir que les étoiles ,vues du point de vue du référentiel terrestre, allaient à des vitesses affolantes...genres plusieurs dizaine de milliers de kilomètre à l'heure.... quand c'est pas plus !!!!!

Oui, c'est une des confirmations de la présence d'un trou noir super massif au centre de notre galaxie (c'est le signe d'un corps ultra massif, des millions de masses solaires, et compact et comme on ne le voit pas...).

Mais entre plusieurs dizaine de milliers de kilomètre à l'heure et un milliard de kilomètre à l'heure, il y a de la marge