Vitesse de rotation

[papy-alain]

Bonjour à tous.

Toutes les mesures pouvant être réalisées au voisinage d'une étoile à neutron ou d'un trou noir montrent que la vitesse de rotation n'excède jamais 1500 tours/seconde. Pour les pulsars, la mesure est encore plus facile. Il a même été calculé que pour un TN tournant à cette vitesse maximale de 1500 t/s, le RS était exactement la moitié du RS qu'aurait un TN statique. Je me pose la question de savoir s'il existe une raison physique à cette vitesse de rotation maximale ?
Merci par avance de vos avis éclairés.
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[invite45f8e17a]

Salut papy-alain,

il me semble qu'il faudrait regarder du coté de la force centrifuge, qui ne doit pas attendre une certaine valeur limite sous peine de voir l'objet perdre son unité, de briser ses forces de cohésions (gravitationnelle).

Pour le reste, voici, de wikipedia, qui pourrait aider:

Horizon des événements

La présence de l'horizon des événements ne dépend pas de la rotation du trou noir, c'est une caractéristique commune à tous les types de trous noirs qui représente finalement l'essence même de ce qu'est un trou noir. Les particules qui franchissent l'horizon des événements tombent définitivement dans le trou noir sans possibilité de s'en échapper.
Dans le cas d'un trou noir de Kerr, le rayon de l'horizon des événements s'écrit :
, où G est la constante gravitationnelle, c est la vitesse de la lumière, r_Sh est le rayon de Schwarzschild. La valeur du rayon de l'horizon du trou noir de Kerr est donc comprise entre la moitié du rayon de Schwarzschild (quand le moment angulaire est maximale, J = Mc) et ledit rayon (moment angulaire nul, J = 0, cas du trou noir de Schwarzschild).

http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_de_Kerr

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Si j'ai bien compris les TN, toute leur masse se concentre dans la singularité centrale et l'horizon des événement n'est qu'une frontière spatiotemporelle ne correspondant pas à une réalité physique.
Comment est qu'un TN peut-il être en rotation puisque cela revient à dire que c'est la singularité qui l'est?
La rotation apparente des TN ne dépend elle pas de l'angle d'approche de la matière qui y tombe?
Cordialement,
Zefram

[papy-alain]

il me semble qu'il faudrait regarder du coté de la force centrifuge, qui ne doit pas attendre une certaine valeur limite sous peine de voir l'objet perdre son unité, de briser ses forces de cohésions (gravitationnelle).

Pour le reste, voici, de wikipedia, qui pourrait aider:



http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_de_Kerr

Une valeur maximale du moment angulaire pour une étoile à neutrons, je peux le comprendre, car elle pourrait éclater au-delà d'une certaine limite.
Mais pour un TN, l'explication me paraît quelque peu suspecte car, si l'on en croit la théorie, les forces gravitationnelles sont infinies au centre du TN puisque toute la matière y est concentrée, en un point infinitésimal. Alors soit la théorie (invérifiable par nature) est erronée, soit l'explication se trouve ailleurs.
Merci pour l'article, il confirme ce que j'avais déjà lu par ailleurs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Bonjour,
Si j'ai bien compris les TN, toute leur masse se concentre dans la singularité centrale et l'horizon des événement n'est qu'une frontière spatiotemporelle ne correspondant pas à une réalité physique.

Je crois que l'horizon des évènements correspond bien à une réalité physique. Mais la valeur du RS dépend, entre autres, du moment angulaire. Cette valeur, pour un TN statique, est toute théorique, puisque tous ceux observés jusqu'à présent sont tous en rotation rapide.

Comment est qu'un TN peut-il être en rotation puisque cela revient à dire que c'est la singularité qui l'est?

C'est toute la caractéristique d'une singularité : on ne peut décrire ce qui s'y passe. En théorie, (mais en théorie seulement) on a toute la matière concentrée dans un point infiniment petit, avec une gravitation infinie en ce point et, donc, pour conserver le moment angulaire, une vitesse de rotation infinie. Mais l'infini s'accorde mal avec les réalités physiques, il faut s'en méfier. Ce qui se passe en réalité, concrètement, on n'en sait rien, mais je me dis qu'un moment angulaire correspondant à une vitesse de rotation de 1500 tours/seconde doit nécessairement correspondre à la réalité d'un objet de taille non nulle et qu'on ne peut se permettre de prendre comme valable le résultat théorique d'équations qui aboutissent aux valeurs extrêmes que sont le zéro et l'infini.

[invitee6f0086a]

Bonjour,

Je profite de la question de papy-alain pour savoir comment on calcul la vitesse de rotation des trous noirs, sachant que la seconde, toute proche du rayon, est proche (ou égale) à zéro, pour nous observateur qui effectuons la mesure.

Merci,

[papy-alain]

Bonjour,

Je profite de la question de papy-alain pour savoir comment on calcul la vitesse de rotation des trous noirs, sachant que la seconde, toute proche du rayon, est proche (ou égale) à zéro, pour nous observateur qui effectuons la mesure.

Merci,

Cette notion de temps n'intervient pas, dans la mesure où le calcul s'effectue sur base de l'observation du disque d'accrétion, qui n'est visible qu'à une certaine distance de l'horizon (au moins 3 x le RS).

[Zefram Cochrane]

Cette notion de temps n'intervient pas, dans la mesure où le calcul s'effectue sur base de l'observation du disque d'accrétion, qui n'est visible qu'à une certaine distance de l'horizon (au moins 3 x le RS).

Bonsoir,
il s'agit de 3Rs pour un TN statique où 3Rh pour un TN en rotation?

[invitee6f0086a]

Merci papy-alain pour ta réponse,

Auriez-vous des liens de photos d’observation du disque d’accrétion ?

J’en ai trouvé, mais il y a tellement d’images de synthèses que je n’arrive pas à savoir quelque sont les vraies observations.

Merci,

[invite45f8e17a]

Salut daniel100,

...

Auriez-vous des liens de photos d’observation du disque d’accrétion ?

J’en ai trouvé, mais il y a tellement d’images de synthèses que je n’arrive pas à savoir quelque sont les vraies observations.

Merci,

Il n'existe pas à ma connaissance de telles photos. Par contre, on trouve des photos de jets de matière suivant l'axe magnétique de quasars et issu du disque d'accrétion. Mais on est plus dans les TN de Kerr, définis uniquement par leur masse et leur moment angulaire.

[invite45f8e17a]

Salut papy,

Cette notion de temps n'intervient pas, dans la mesure où le calcul s'effectue sur base de l'observation du disque d'accrétion, qui n'est visible qu'à une certaine distance de l'horizon (au moins 3 x le RS).

C'est intéressant ça, tu as plus de détails là dessus? Pourquoi ce 3.Rs.

[papy-alain]

Salut papy,


C'est intéressant ça, tu as plus de détails là dessus? Pourquoi ce 3.Rs.

Salut,
Parce qu'en-deça, tout tombe tellement vite vers le TN que le rayonnement qui nous parvient est tellement affaibli qu'on ne voit plus rien.

[invitee6f0086a]

Salut daniel100,



Il n'existe pas à ma connaissance de telles photos. Par contre, on trouve des photos de jets de matière suivant l'axe magnétique de quasars et issu du disque d'accrétion. Mais on est plus dans les TN de Kerr, définis uniquement par leur masse et leur moment angulaire.

Bonsoir,

Je reviens donc à mon interrogation, si effectivement nous n’avons pas d’observation de disque d’accrétion, comment calcule-t-on la vitesse de rotation ?

Merci,

[papy-alain]

Bonsoir,

Je reviens donc à mon interrogation, si effectivement nous n’avons pas d’observation de disque d’accrétion, comment calcule-t-on la vitesse de rotation ?

Merci,

Bonsoir daniel, bonsoir tout le monde.
La grande majorité des observations de l'entourage immédiat des TN se font aux rayons x. Il est donc plus commode, après un traitement informatique, d'en restituer une image de synthèse. A l'inverse, dans les ondes radio, on procède de la même manière avec les radiotélescopes, pour d'autres types d'observation. "Voir" ce qui se passe dans l'univers ne veut pas nécessairement dire voir des images dans la gamme d'onde de la lumière visible.
Un petit exemple ici : http://www.futura-sciences.com/fr/ne...-laigle_10013/

[papy-alain]

Hum, à la lecture de ce dernier article je corrige ma question initiale : le maximum possible n'est pas de 1500 mais bien de 1150 tours/seconde.
Je ne comprends toujours pas pourquoi. Pourtant, si on a déterminé cette valeur comme une limite absolue, il doit bien y avoir une raison, mais laquelle ?

[Mailou75]

Hum, à la lecture de ce dernier article je corrige ma question initiale : le maximum possible n'est pas de 1500 mais bien de 1150 tours/seconde.
Je ne comprends toujours pas pourquoi. Pourtant, si on a déterminé cette valeur comme une limite absolue, il doit bien y avoir une raison, mais laquelle ?

Trop de tours sur lui même depuis l'émission = trop de redshift ? Une piste que j'aime bien en tout cas

[invitee6f0086a]

Merci papy-alain, je comprends un peu mieux.

J’attends également une réponse à ta question !

Alors, on sèche…

[invitefa94d55c]

Bonsoirs !

Le calcul de ces vitesses ne son que des seuils théorique.

Ref Futura.

Le diamètre de l'horizon des événements serait de 42 kilomètres si le trou noir avait une vitesse de rotation nulle et de 21 kilomètres à la vitesse de rotation considérée comme maximale, de 1 150 tours par seconde. Les astronomes estiment que le diamètre doit être d'environ 25 kilomètres, ce qui porte la vitesse de rotation à 950 tours par seconde, soit une valeur bien proche du maximum. Selon McClintock et Narayan, cette valeur élevée s'expliquerait par la vitesse de rotation de l'étoile qui s'est effondrée sur elle-même pour former ce trou noir et qui a été conservée.

http://www.futura-sciences.com/fr/ne...-laigle_10013/
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La présence de singularités induit par ailleurs un phénomène physiquement très important : une forme faible de sensibilité aux conditions initiales, différente du chaos, qui correspond à une divergence locale des trajectoires à vitesse exponentielle. Dans le modèle de Zhang, on a une contraction exponentielle locale le long des trajectoires sauf en des instants sporadiques où l’on peut avoir une séparation violente de trajectoires proches si celles-ci s’approchent suffisamment près des singularités. Dans ce cas une faible perturbation conduit à une évolution radicalement différente entre la trajectoire mère et la trajectoire perturbée. Ce phénomène avait été remarqué, mais jamais vraiment expliqué. Il conduit à une forme originale d’intermittence où un système est parfaitement prédictible, sauf en des instants sporadiques où une petite erreur conduit à une évolution différente.

[papy-alain]

Trop de tours sur lui même depuis l'émission = trop de redshift ? Une piste que j'aime bien en tout cas

Le redshift est la conséquence et non la cause de la vitesse d'un objet.

[Mailou75]

Le redshift est la conséquence et non la cause de la vitesse d'un objet.

Je dirais que vitesse et redshift sont des synonymes, mais c'était pas la question
Tu aurais du me répondre : après l'émission du photon, le nombre de tour que peut faire la source n'a pas d'importance
Ce à quoi j'aurais répondu.. je l'aurais un jour !

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
La question de l'observation du disque d'accrétion à une distance supérieure ou égale à 3x le rayon du trou noir me semble importante par ce que dans le cadre d'un trou noir en rotation à 1500 tours/s de rayon Ro = Rs/2 , 3Ro correspond à 1,5 Rs; distance qui correspond à la dernière orbite des photons pour un TN statique de Rayon Rs.
Par ailleurs, je ne comprends toujours pas comment un TN peut être en rotation même si j'approuve Papy-alain sur la validité d'un modèle à proximité d'une singularité physique

cordialement,
Zefram

[papy-alain]

je ne comprends toujours pas comment un TN peut être en rotation

Ben, la théorie veut que toute la masse du TN soit concentrée en un point infinitésimal. Or un point sans dimension ne peut être en rotation. Il faut donc admettre comme vraisemblable que la réalité physique soit toute autre et que la matière constituant le TN occupe un certain volume. Le problème est qu'on ne pourra jamais avoir accès à aucune information concrète relative à cet objet si singulier, hors les trois paramètres classiques qui définissent un TN.

[Zefram Cochrane]

Ben, la théorie veut que toute la masse du TN soit concentrée en un point infinitésimal. Or un point sans dimension ne peut être en rotation. Il faut donc admettre comme vraisemblable que la réalité physique soit toute autre et que la matière constituant le TN occupe un certain volume. Le problème est qu'on ne pourra jamais avoir accès à aucune information concrète relative à cet objet si singulier, hors les trois paramètres classiques qui définissent un TN.

Bonjour,
Où que les trous nois sont intinsèquement des objets statiques (l'histoire de la dernière orbite des photons à 1.5 Rs)
qu'est ce quel paramètre détermine la "vitesse de rotation" des trous noirs?

[papy-alain]

Bonjour,
Où que les trous nois sont intinsèquement des objets statiques (l'histoire de la dernière orbite des photons à 1.5 Rs)
qu'est ce quel paramètre détermine la "vitesse de rotation" des trous noirs?

Ben, on mesure sa vitesse de rotation par l'influence qu'il a sur son environnement, et notamment sur la partie visible du disque d'accrétion. On n'a jamais observé de TN statique et il y a de fortes chances qu'on n'en observe jamais, vu que tout ce qui s'observe est toujours en rotation.

[Zefram Cochrane]

Comment fais-tu pour observer un TN statique?

Si je me réfère au cyclones par exemple. La vitesse de rotation dépend du gradient de pression et dans l'oeil du cyclone il n'y a pas de vent (acalmie du couillon). Pour un TN un mécanisme du même type peut être à l'oeuvre.

[papy-alain]

Comment fais-tu pour observer un TN statique?

Si je me réfère au cyclones par exemple. La vitesse de rotation dépend du gradient de pression et dans l'oeil du cyclone il n'y a pas de vent (acalmie du couillon). Pour un TN un mécanisme du même type peut être à l'oeuvre.

Un TN qui serait statique s'observe de la même manière qu'un TN normal : en constatant son action gravitationnelle sur tout se qui passe à sa portée, y compris la lumière (effet de lentille).