Mystère des trous noirs !
Salut à tous !
Les trous noirs ... vaste question !
Que peut-on dire du principe de conservation du nombre baryonique lorsqu'un trou noir s'évapore ?
En effet, le trou noir est-il composé d'un "état" de la matière intermédiaire avec l'antimatière ?
Car, par rayonnement de Hawking on obtient 50 % de matière et 50 % d'antimatière ... Faut-il faire intervenir une statistique de Bose-Einstein ?
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Vous vous demandez peut-être pourquoi une statistique de Bose-Einstein ... ?
Eh bien, je suppose que plus un astre est compact, plus ses constituants "élémentaires" se transforment.
Ainsi on ne peut avoir ultimement qu'un état ou la matière devient antimatière, c'est à dire que les particules composants la "singularité" d'un trou noir sont leurs propres antiparticules, et comme je ne connais que les bosons qui sont leurs propres antiparticules, j'ai supposé une statistique de Bose-Einstein ...
Ainsi je pense que les trous noirs sont un condensat de gravitons !
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ça y est chuis parti dans la réflexion !
Oui, c'est un bide monumental, car le graviton n'a pas de masse ... Peut être le boson de Higgs ?Envoyé par arxiv
Ainsi je pense que les trous noirs sont un condensat de gravitons !
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Salut,
Figure-toi que je me suis posé le même genre de question.
Dans le rayonnement de Hawking, on a une émission de photons et de paires particules - antiparticules. Par conséquent, on a une remise à zéro de certaines grandeurs comme le nombre baryonique. Les trous noirs étant constitués essentiellement de matière on a là un vrai mystère.
On pourrait peut-être penser que l'émission du TN varie en fonction de certaines caractéristiques internes. Mais les trous noirs n'ont pas de cheveux (théorème de Calvitie). Un TN est, vu de l'extérieur, totalement caractérisé par sa charge électrique, sa masse et son moment angulaire. Ce théorème se démontre (et de manière très générale). Mais ce théorème est-il encore valide en gravitation quantique ?
On a d'autres problèmes du même style comme la rupture de l'évolution unitaire (le fameux "problème de l'information" que je trouve très mal nommé).
Mais il semblerait que dans une vraie théorie de gravitation quantique, le rayonnement de Hawking ne soit pas totalement thermique. Il contient de l'information sur le contenu du trou noir. Il devrait donc aussi respecter les lois de conservation comme le nombre baryonique (à moins que sa conservation ne soit que partielle comme semble l'indiquer certaines théories de supersymétrie).
La difficulté est double :
- les approches semi-classiques (celles que je maitrise le mieux, enfin, mieux que la suite, je ne suis pas un crac) sont approximatives, cachent/ignorent certains aspects (ce qu'on appelle le "problème transplanckien") et peut conduire à des paradoxes de ce style
- les théories de gravitation quantique sont nombreuses et ne sont ni validées ni entièrement matures.
Il reste donc difficile d'éclaircir totalement ce genre de mystère. On manque autant de données d'observation que de connaissances théoriques. Y a du boulot.
Quant à vulgariser tout ça, galère de chez galère. C'est parfois déjà difficile de vulgariser la relativité générale ou la mécanique quantique ou les trous noirs, mais tout à la fois, c'est franchement attroce. Tout y est tellement exotique, tout (matière, espace et temps), qu'on n'a rien auquel se raccrocher pour le décrire en langage de tous les jours sans être totalement trompeur. Il y a des trucs très bizarres sans même devoir aller loin : prend un certain nombre de particules, disons 100 photons, pour un observateur accéléré ce nombre peut être différent (pour le même paquet de photons) !!! C'est la base du phénomène Unruh/Hawking. Le nombre de particules n'est pas une grandeur absolue, c'est du vent, de la poudre aux yeux. Et évidemment, quand on plonge dans les abymes de la gravitation quantique pure et dure, tout ça empire.
Concernant ton histoire "le graviton n'a pas de masse". Ca n'a pas d'importance. En relativité, masse et énergie, même combat. On pourrait même en théorie créer un trou noir sans matière : juste en focalisant des ondes gravitationnelles (mais il serait difficile d'en créer suffisament et assez intenses, toutefois en théorie ce n'est pas une hérésie).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci Deedee !
Petite question : le théorème de calvitie comprend-t-il l'entropie du trou noir ?
@ +
Pas directement mais comme "masse - aire de l'horizon - entropie du TN" sont strictement liés, ça revient au même.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour, alors voilà la vulgarisation que je me souviens a propos du rayonnement Hawking:
En bordure de l'Horizon du trou noir, se crée un vide quantique ( pour ce que cela veut dire?) c'est à dire un vide total de toute matière ou rayonnement. A cause d'une certaine théorie, ce genre de vide voit apparaître des particule et antiparticule virtuelle. Il arrive parfois q'une de ses particule (ou anti-particule) passe dans l'horizon des évènement et que l'autre reste hors, s'en suis alors une diminution de la masse du trou noir ( évidement, pour respecter les lois de conservation de l'énergie, si une particule se créé dans l'univers, quelque chose quelque part doit lui fournir son l'énergie, dans ce cas-ci, c'est l'évaporation du trou noir.)
Pour ce qui est du nombre baryonique, je ne sait pas.
je me posais une question concernant les trous noirs;ils sont sensés aspirer de la matière et peut être même la lumière si j'ai bien compris, mais est ce que ce qu'il aspire (et sans doute broyé) resort derrière le trou
Le trou noir "n'aspire" rien, sauf si tu considère que lorsque tu lances une balle la terre aspire ta balleje me posais une question concernant les trous noirs;ils sont sensés aspirer de la matière et peut être même la lumière si j'ai bien compris, mais est ce que ce qu'il aspire (et sans doute broyé) resort derrière le trou
Le trou noir est une boule, et les objets tombent dedans, vers le centre du trou noir, sans pouvoir en ressortir car la gravitation est trop forte.
Parler de "derrière" comme tu l'entends n'a donc pas vraiment de sens
Re : Mystère des trous noirs !
Bonjour,
Les Protons sont composées de trois Quarks (2Up ,1 Down)
Les Neutrons sont composées de deux Quarks (1 Up , 2 Down)
Leur charge de couleur est nulle (il est peut être plus correct de dire blanche?)
le Boson de Higgs est à priori responsable de la cohésion du nucléon et de leur masse.
Ce boson a lui même une masse mais elle devient nulle quand la vitesse du boson 'sapproche de celle de la lumière (champ de Higgs)
plus on s'approche de la singularité du TN, plus la vitesse des particules deviennent proches de celle de la lumière.
qu'est ce qui se passe au niveau quantique pour les Protons et les Neutrons?
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Tu as dû mal compter ! 1 up + 2 down = 3 quarks
Non, le boson de Higgs est responsable de la masse uniquement. C'est l'interaction forte qui est responsable de la "cohésion du nucléon" en tant qu'ensemble de 3 quarks.le Boson de Higgs est à priori responsable de la cohésion du nucléon et de leur masse.
Où est-ce-que tu as lu ça ? C'est vraiment n'importe quoi ! En plus tu sais bien que la masse est un invariant !Ce boson a lui même une masse mais elle devient nulle quand la vitesse du boson 'sapproche de celle de la lumière (champ de Higgs)
plus on s'approche de la singularité du TN, plus la vitesse des particules devient proche de celle de la lumière.
Non, pas forcément du tout(si j'ose dire!) ! Il ne faut pas confondre le fait qu'il faudrait avoir une vitesse proche de celle de la lumière pour échapper au champs gravitationnel d'un trou noir à proximité de son horizon(et exactement égale à la vitesse de la lumière "sur" l'horizon), avec le fait qu'un trou noir accélèrerait un objet jusqu'à la vitesse de la lumière au niveau de son horizon(ce qui est faux). On sait bien qu'il faudrait une énergie infinie pour accélérer un objet massique à la vitesse de la lumière, or un trou noir ne possède pas du tout une énergie infinie.
Rien de plus que pour un vaisseau spatiale. Les particules tombent, et voilà.qu'est ce qui se passe au niveau quantique pour les Protons et les Neutrons?
Salut,
Quant à ce qui se passe dans le voisinage immédiat de la singularité, ma foi, personne n'en sait rien. Il faudrait une théorie de gravitation quantique et là on est encore en plein brouillard. Au niveau de la singularité, la RG devient fausse mais également l'habituelle théorie quantique des champs et même, à ce qu'il semblerait, les concepts d'espace, de temps, d'onde, de particule,....
Un vrai sable mouvant.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Juste une petite question : est on absolument certain que le boson de Higgs correspond à la réalité qu'on lui attribue ? On ne l'a jamais observé, on essaie toujours de le créer dans les accélérateurs de particules, mais en vain jusqu'à présent. Comment son existence est elle réellement prouvée ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
On ne sait pas.
Disons que cela semble extrêmement plausible. La théorie du Higgs est extraordinairement naturelle. Mais tant qu'on ne l'aura pas observé, il restera une hypothèse. Après tout, le caractère très naturel d'une hypothèse ne peut constituer une preuve. La nature nous joue parfois (souvent) des tours de cochon.
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Bonsoir,Tu as dû mal compter ! 1 up + 2 down = 3 quarks
Effectivement j'ai mal compté et désolé pour la faute d'orthographe je ne sais pas ce qui m'est passé par la tête à ce moment là.
Non, le boson de Higgs est responsable de la masse uniquement. C'est l'interaction forte qui est responsable de la "cohésion du nucléon" en tant qu'ensemble de 3 quarks.
La masse est un invariant relativiste, mais en MQ?Où est-ce-que tu as lu ça ? C'est vraiment n'importe quoi ! En plus tu sais bien que la masse est un invariant !
C'est ce que j'ai compris eb lisant la partie Le boson de Higgs et l'origine de la masse.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Boson_de_Higgs
Dans mon message je ne faisais pas de confusion puisque je parlais de l'approche de la singularité du TN et non de l'horizon.
Je suis plutôt d'accord avec toi, mais à l'approche de la singularité du TN le potentiel gravitationnel devient infini (en norme). Un objet continu donc d'être accéléré après avoir franchi l'horizon, bien que ce n'est qu'une supposition vu que comme le souligne Deedee, à 'l'intérieur d'un TN c'est le flou artistique.
Mais on peut essayer de simuler cette approche de l'horizon en accélérant dans un accélérateur de particule les protons et les neutron à la vitesse de la lumière et en plus on a des retour d'expériences. J'ai l'impression que le boson de Higgs est plus difficile à dénicher que prévu, mais à t'on une idée du comportement des protons à ces énergie? Je pense à la masse par rapport au boson de Higgs et au gluon pour la cohérence.
Cordialement,
Zefram.
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Bonjour,
En MQ ? Tu veux dire en théorie quantique des champs(en gros : relativité restreinte + MQ), car c'est le cadre théorique du modèle standard(et en particulier de l'interaction électrofaible). En TQC, la masse reste un invariant relativiste(puisque la TQC contient la RR).
Quant à l'article de wiki, il ne dit pas que la masse du Higgs devient nulle lorsque celui-ci a une vitesse proche de celle de la lumière(ultra-relativiste). Il dit qu'à haute énergie, les masses des bosons W et Z sont nulles, tout comme celle du photon(elles doivent l'être si l'on veut conserver l'invariance de jauge du lagrangien de la théorie), et qu'à basse énergie, les W et Z acquièrent une masse en interagissant avec le champs de Higgs. Le champs de Higgs possède en effet une symétrie(quant à son énergie potentielle d'interaction) qui fait qu'à haute énergie, les W et Z n'interagissent pas avec lui, alors qu'à basse énergie il y a effectivement interaction, et donc apparition de la masse(phénomène de brisure de symétrie électrofaible).
oui en effet, désolé !Dans mon message je ne faisais pas de confusion puisque je parlais de l'approche de la singularité du TN et non de l'horizon.
si on parle d'un potentiel, pas besoin de préciser "en norme", car ce n'est pas un vecteur, mais un scalaire(un nombre).Je suis plutôt d'accord avec toi, mais à l'approche de la singularité du TN le potentiel gravitationnel devient infini (en norme).
Je pense qu'il y a peu de chances que ce soit faux de dire qu'un objet(massique) continuera d'être accéléré après avoir traversé l'horizon d'un trou noir, mais il ne serait pas accéléré indéfiniment, dû à la finitude du trajet parcouru. Il n'atteindrait donc jamais la vitesse de la lumière(de façon exacte).(je parle au conditionnel car il n'y a pas de certitude à ce sujet)Un objet continu donc d'être accéléré après avoir franchi l'horizon, bien que ce n'est qu'une supposition vu que comme le souligne Deedee, à 'l'intérieur d'un TN c'est le flou artistique.
On accélère tous les jours des protons et des anti-protons(pas des neutrons par contre) à des vitesses de l'ordre de 99.9999991 % de c, au Tévatron et au LHC notamment. Mais il ne se passe absolument rien de particulier tant qu'il n'y a pas "choc".Mais on peut essayer de simuler cette approche de l'horizon en accélérant dans un accélérateur de particule les protons et les neutron à la vitesse de la lumière et en plus on a des retour d'expériences. J'ai l'impression que le boson de Higgs est plus difficile à dénicher que prévu, mais a-t-on une idée du comportement des protons à ces énergie?
Si je comprend bien ce que tu veux dire, la masse d'un proton ne change pas le moins du monde à des vitesses ultra-relativistes. On peut le vérifier relativement facilement après avoir récolté les produits de désintégration issus de la collision proton/anti-proton, et reconstruit les processus qui ont été mis en jeu. La masse est un invariant relativiste, même à des vitesses ultra-relativistes !Je pense à la masse par rapport au boson de Higgs et au gluon pour la cohérence.
Salut,
Il y a même plus simple, si je ne dis pas de bêtise, la trajectoire d'un proton dans un champ magnétique dépend du rapport charge/masse. C'est l'effet spectromètre de masse. Si la masse du proton changeait pour des vitesses énormes, les gens du LHC l'auraient vite remarqué !
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonsoir Vaincent, bonsoir Deedee,
Merci pour vos réponses
Auriez vous des ouvrages référence concernant la mécanique quantique / théorie quantique des champs; un bouquin de vulgarisation qui soit quand même complet?
P.S ce n'est pas grave si c'est un pavé du moment qu'il soit relativement abordable.
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Avant tout, il faudrait que l'on sache ce que signifie "abordable" pour toi. Quel est ton niveau d'étude ?Bonsoir Vaincent, bonsoir Deedee,
Merci pour vos réponses
Auriez vous des ouvrages référence concernant la mécanique quantique / théorie quantique des champs; un bouquin de vulgarisation qui soit quand même complet?
P.S ce n'est pas grave si c'est un pavé du moment qu'il soit relativement abordable.
Bonjour,
J'ai Bac +2
Quand je dis abordable, je veux dire détaillé. Ce que j'aimerais éviter ce serait un livre qui me contraignent à en lire vingt autres si possible. Ou alors, concernant la TQC, s'il l'ouvrage nécessite des prérequis que je ne possède pas encore, j'aurais besoin des références de deux livres complémentaires qui me permettront de les obtenir.
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Salut,
J'ai bien "l'étrange histoire des quanta". Mais c'est loin d'être complet au sens demandé. Et c'est de la vulgarisation très grand public. Et en TQC je n'ai rien au niveau vulgarisation. Je ne suis pas sur que ce soit très courant.
En MQ, si on veut quelque chose de "relativement" complet tout en étant abordable, le mieux est encore le cours de mécanique quantique de Feynman. Un must en matière de pédagogie et de clarté. Ce n'est pas de la vulgarisation mais c'est hautement abordable. Et il ne fait jamais de calculs compliqués si non nécessaires (pas d'horreurs avec les polynomes de Hermite and cie).
Il faut ensuite compléter un peu mais pas tant que ça.
Par contre, je ne connais pas l'équivalent en TQC. J'ai lu quelques bons bouquins, dont le très connu Quantum Field Theory de Itzykson et Zuber ainsi que l'excellent physique des particules de Nelipa (et l'horriblement aride Landau et Lifshitz mais très complet), mais ils sont tous hautement techniques. Ce sont toutefois les deux que je conseillerais (le Nelipa je ne sais pas s'il est encore disponible, c'était les défuntes éditions Mir). Un peu d'étude de la théorie des groupes ne fait pas de mal non plus.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Bac+2 ok, mais quelles types d'études ? Car si par exemple tu n'as pas vu la MQ (ou uniquement une introduction), tu devras d'abord potasser ça(même si j'ai un cours d'introduction à la physique des particules accessible niveau 1er cycle, mais la MQ niveau 1 et 2 y est considérée comme acquise).
Bonjour,
j'ai une question concernant la dernière orbite des photon.
Imaginons que j'ai enfilé une paire de lunettes sépciale.
la lunette de gauche me projette l'image : 8.
la lunette de droite me projette l'image .8
Je vois donc ceci 8.8
Si je me place au niveau de la dernière orbite des photons(le point noir) . Est-ce que je vois ceci?
8.
Si oui je me demande s'il y a un effet miroir?
c'est-à-dire :
la lunette de gauche me projette l'image : 8-.
la lunette de droite me projette l'image .-8
Est ce que je vois?
8-.
ou
- 8-.
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Salut,
Désolé, mais (moi en tout cas) je n'ai pas compris grand chose. Tu dis que ces lunettes projettent l'image.... mais, euh, l'image de quoi ???
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Bonjour.
Visiblement, l'image d'un "8"Des problèmes de vue, Deedee ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Bonsoir,
c'est vrai, la question est mal posée.
j'aurais du dire écran à la place de lunette; le point noir est situé devant l'observateur qui sont tous deux sur la dernière orbite des photons, le trou noir étant à droite de l'observateur.
les 8 jaunes étant en deça de la DOP
les 8 bleus à gauche.
cette question concerne l'inversion de courbure qu'il y a à ce niveau;
je pense que l'observateurs voit les 8 inversés avec effet mirroir.
Qu'en pensez-vous?
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Salut,
C'est bien possible (pas l'esprit clair ce matin). Je pense que oui mais a vérifier avec un pt'tit dessin. On a effectivement des effets optiques curieux de ce type à cet endroit.
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