Le trou noir pour les nuls (pour moi)

[Bubinos]

Bien le bonjour forumeurs et forumeuses,

Avant de commencer mon post, je tiens tout d'abord a remercier tous les intervenants qui postent sur ce forum, c'est vraiment génial tous ces débats sur la physique et l'univers. Merci à tous ceux qui passent du temps à expliquer et démontrer (ou tenter d'expliquer ou démontrer), MERCI de faire partager votre passion avec les gens comme moi.

Bon passons aux choses serieuses, comme vous le comprendrez rapidement avec la suite de mon post, je suis vraiment à la masse en astronomie/astrophysique, ce n'est pas du tout mon domaine professionnel. Je suis néanmoins très curieux par nature, et toutes les bizarreries du cosmos qui nous entourent sont pour moi une souce de frissons indéfinissable

Pour moi, le trou noir reste mon sujet favori!! J'ai lu beaucoup de discussions sur le sujet sur ce forum. Bien évidemment je n'ai pas la prétention d'avoir tout compris, très loin de là, d'où ma question:

- Est-il vrai que les trous noirs courbent le temps? Si oui, est ce que en périphérie de l'horizon des évènnements il y a une (très légère) perturbation du temps?
En fait je me suis posé cette question en repensant a un épisode de stargate SG1 (oui... désolé... j'aime bien ^^) où une équipe SG se retrouve sur une planete où un trou noir se forme non loin de là, et le temps s'écoule très lentement.

Bon je sais très bien que c'est de la fiction pure, mais existe t-il une part de vérité?

Et pour approfondir encore ma question, dans le cas ou le temps est modifié dès que l'on franchi l'horinzon des évènements le temps diminu pour tendre vers 0, alors la matière qui est aspirée doit rester en bordure de l'horizon non?

Bref, merci d'avance pour les réponses qui suivront (pas trop de mots compliqués s'il vous plait).

Pour terminé, pouvez vous me conseiller des ouvrages (de préférence en francais, mais je peux lire l'anglais aussi) sur l'astronomie? Facile a lire pour un débutant pour commencer.


Je vous souhaite de bonnes fêtes de fin d'année!

Bubinos!
-----

[phys4]

- Est-il vrai que les trous noirs courbent le temps? Si oui, est ce que en périphérie de l'horizon des évènnements il y a une (très légère) perturbation du temps?
En fait je me suis posé cette question en repensant a un épisode de stargate SG1 (oui... désolé... j'aime bien ^^) où une équipe SG se retrouve sur une planete où un trou noir se forme non loin de là, et le temps s'écoule très lentement.

Bon je sais très bien que c'est de la fiction pure, mais existe t-il une part de vérité?

Bonjour,
La question n'excite plus les foules quand c'est trop basique.
Quelques petites réponses simples :
Les TN ralentissent le temps à leur voisinage en effet, cette variation est directement lié à l'attraction. Je pense que la science fiction, le rapport entre ces deux effets sont faussés. Une variation du temps de 10^-16 entre votre tête et vos pieds suffit à vous maintenir au sol, alors n'essayer pas d'imaginer un rapport de temps d'un facteur 2.
Il a bien une part de vérité, mais une forte distorsion sur les effets.

Et pour approfondir encore ma question, dans le cas ou le temps est modifié dès que l'on franchi l'horinzon des évènements le temps diminu pour tendre vers 0, alors la matière qui est aspirée doit rester en bordure de l'horizon non?

En apparence pour un observateur à l'infini, la matière reste en bordure de l'horizon. En pratique les signaux reçus de cette matière s'affaiblissent tellement vite qu'ils deviennent indétectables en une fraction de seconde.

[Bubinos]

La question n'excite plus les foules quand c'est trop basique

Oui, c'est pour cela que j'hésitais à poser la question
Mais bon, merci d'avoir pris le temps de me repondre! J'y vois plus clair!

Bonne journée

[invite73b538d6]

Les TN ralentissent le temps à leur voisinage en effet, cette variation est directement lié à l'attraction. Je pense que la science fiction, le rapport entre ces deux effets sont faussés. Une variation du temps de 10^-16 entre votre tête et vos pieds suffit à vous maintenir au sol, alors n'essayer pas d'imaginer un rapport de temps d'un facteur 2.

Phys4, pourrais-tu s'il te plaît préciser ceci? Je n'ai pas compris l'effet de la variation du temps entre la tête et les pieds et la relation avec la gravitation. Comment le temps peut-il agir là-dessus ?
Merci !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tryss]

C'est l'inverse, c'est la gravitation qui agit sur le temps.

Une zone de forte gravité courbe l'espace-temps, ce qui fait que le temps ne s'écoule pas à la même vitesse.

Par exemple, le temps s'écoule différemment pour les satellites GPS qu'a la surface de la terre car le champ gravitationnel est moins intense là haut, et on a du en tenir compte pour que le GPS fonctionne.

Après il est évident que sous une gravité "normale", les effets sont loin d'être spectaculaires.

[invite73b538d6]

C'est en rapport avec l'histoire des jumeaux dont l'un part dans l'espace et vieillit moins que celui sur terre non?

[yohann2008]

C'est en rapport avec l'histoire des jumeaux dont l'un part dans l'espace et vieillit moins que celui sur terre non?

Oui si tu veux , cependant c'est dans l'espace que le temps s'écoule plus vite donc celui partie dans l'espace vieillira plus vite que celui sur terre et non le contraire.

[papy-alain]

Oui si tu veux , cependant c'est dans l'espace que le temps s'écoule plus vite donc celui partie dans l'espace vieillira plus vite que celui sur terre et non le contraire.

Extrait de wikipédia : En réalité, les situations des jumeaux ne sont pas symétriques : le sédentaire coïncide avec un seul repère galiléen (en général celui de la Terre, idéalisé comme inertiel, pour l'occasion) pendant toute la durée du voyage, tandis que le voyageur effectue un demi-tour et coïncide ainsi avec au moins deux repères galiléens successifs. Cette différence fait que la relativité restreinte s'applique différemment à l'un et à l'autre, notamment pendant l'accélération qui fait revenir le voyageur (la vitesse relative des jumeaux passant de presque +c à presque -c, et cette accélération fait que ce jumeau n'est plus dans un référentiel galiléen), celui-ci ne voit plus son frère vieillir moins vite, au contraire il le voit vieillir beaucoup plus vite.
Lorsque le voyageur est revenu sur Terre, le jumeau qui a fait l'aller-retour dans la fusée est plus jeune que celui qui est resté sur Terre. Ceci illustre que le temps propre le long de la ligne d'univers correspondant à un mouvement inertiel entre deux événements (ici le départ et le retour) est maximal par rapport à celui le long de toute autre ligne (accélérée) reliant les événements.

[Tryss]

Oui, enfin la dilatation du temps due à la gravité n'est pas le même phénomène que celui qui concerne le "paradoxe" des jumeaux.
Le "paradoxe" des jumeaux est expliqué dans le cadre de la relativité restreinte.
L'influence de la gravitation sur l'écoulement du temps est expliquée par la relativité générale.

Les deux effets sont bien distincts, et il faut les prendre en compte de façon séparée. Les GPS sont corrigés à la fois de :
- la dilatation du temps due à leur vitesse par rapport au sol (jumeaux & relativité restreinte)
- la dilatation du temps due à la différence de gravité par rapport au sol (relativité générale)

On peut avoir le premier effet sans avoir le second et vice-versa.

[phys4]

Phys4, pourrais-tu s'il te plaît préciser ceci? Je n'ai pas compris l'effet de la variation du temps entre la tête et les pieds et la relation avec la gravitation. Comment le temps peut-il agir là-dessus ?
Merci !

Joyeux Noël, nous allons approfondir la question, puisqu'il s'agit d'un post pour les nuls.

Le temps et l'accélération sont complétement liés :
1- Supposons un vaisseau spatial à plusieurs étages, s'il prend une accélération g il y aura entre deux étages à la distance h un écoulement du temps différent de
gh /c². Si le voyageur du bas envoie un signal vers le haut celui ci paraitra ralentit et inversement pour le voyageur situé en haut.

2- il en de même sur la Terre. Entre deux étages à 2 m d'intervalle, il existe une différence dans l'écoulement du temps de 2.10^-16 environ. Ici ce n'est plus l'accélération qui crée la variation du temps, c'est la masse de la Terre qui distord les coordonnées de notre espace-temps.
Pour des observateurs dans le même repère et ayant une vitesse négligeable, l'effet de variation du temps est le seul sensible.
Ici la masse terrestre crée au niveau du sol un ralentissement qui varie de 10^-16 à chaque mètre et nous maintient au sol.

3- Comment agit cette variation du temps : si vous lâchez un objet, cet objet va tendre à rester fixe dans son repère inertiel, or son repère inertiel est celui dans lequel le temps est uniforme, pour cela il suffit qu'il prenne une accélération vers le bas égale à g. Dans ce repère le temps est uniforme. Vous avez là l'effet réciproque de l'effet vu en 1.

Ainsi en première approximation, c'est en modifiant le temps autour d'elle, qu'une masse exerce son effet d'attraction. Cette approximation correspond au potentiel de Newton. Newton considérait que le temps était uniforme dans tout l'espace car il n'avait la précision des outils actuels. La façon dont ce transmet la gravitation a fait l'objet de nombreuses supputations depuis Newton, et n'a été découverte qu'il y a un peu moins d'un siècle.

[Mailou75]

Chouette une discussion pour les nuls

3- Comment agit cette variation du temps : si vous lâchez un objet, cet objet va tendre à rester fixe dans son repère inertiel, or son repère inertiel est celui dans lequel le temps est uniforme, pour cela il suffit qu'il prenne une accélération vers le bas égale à g. Dans ce repère le temps est uniforme. Vous avez là l'effet réciproque de l'effet vu en 1.

Merci pour ta synthèse
En fait un objet qui chute est un objet qui cherche à conserver son energie ?

[phys4]

Merci pour ta synthèse
En fait un objet qui chute est un objet qui cherche à conserver son energie ?

Il n'est pas question d'énergie ici, en fait son énergie se conserve lors de l'échange énergie potentielle énergie cinétique.
Le point mis en évidence c'est qu'un objet cherche à rester dans un repère inertiel et donc à conserver un temps homogène autour de lui.

La définition du repère inertiel est un repère sans accélération. Il existe un double lien de cause à effet entre variation du temps et accélération, l'un pouvant être la cause de l'autre.

[Mailou75]

Il n'est pas question d'énergie ici, en fait son énergie se conserve lors de l'échange énergie potentielle énergie cinétique.
Le point mis en évidence c'est qu'un objet cherche à rester dans un repère inertiel et donc à conserver un temps homogène autour de lui.

La définition du repère inertiel est un repère sans accélération. Il existe un double lien de cause à effet entre variation du temps et accélération, l'un pouvant être la cause de l'autre.

Salut et merci,

En fait je me suis mal exprimé, je voulais dire qu'un objet en geostationnaire (?) doit dépenser de l'Ec pour conserver son Ep, et si il chute il ne dépense rien : son Ep se transforme en Ec... ce que tu disais quoi
En fait je dois juste integrer qu'un référentiel en chute (acceleré) est inertiel, car il est lui même plongé dans un référentiel accéléré (par la masse de la terre cette fois), une nouvelle pièce de mon puzzle... c'est pas un cadeau votre truc !
Il y'a tout de même un point que je ne comprends pas : le "temps homogène" dans le referentiel en chute.
On pourrait croire que le temps est homogène quand la distance au centre de la terre est constant, et d'apres ce que tu dis, il l'est quand sa chute compense la gravité... je ne saisis pas

merci d'avance
Mailou

[phys4]

Il y'a tout de même un point que je ne comprends pas : le "temps homogène" dans le referentiel en chute.
On pourrait croire que le temps est homogène quand la distance au centre de la terre est constant, et d'apres ce que tu dis, il l'est quand sa chute compense la gravité... je ne saisis pas

merci d'avance
Mailou

Si vous pensez faire partie des nuls, vous vous sous-estimez. Votre phrase est très exacte, le temps est homogène dans le plan horizontal.
Il ne l'est pas dans le sens vertical pour un observateur posé sur le sol. Aussi l'observateur sans contact avec le sol chute dans le sens vertical, pendant sa chute, son repère devient inertiel avec un temps homogène dans le sens vertical également.

Comme cela semble difficile, je reprends les exemples du message 10 :
L'observateur 1 est dans l'espace, je définis l'axe "z" vers le haut de sa cabine, son vaisseau prend une accélération g dans la direction -z, ce qui crée une distorsion temporelle suivant z en - gz/c²
L'observateur 2 est posé sur le sol, la masse de la Terre crée une variation du temps proportionnelle à la pesanteur g en +gz/c²
L'observateur 3 est au niveau de la surface terrestre dans un puits, il prend une accélération relative -g vers le bas de telle sorte que la distorsion du temps due à cette accélération (celle de 1) compense exactement l'effet de la Terre. Il se trouve dans un repère inertiel contrairement aux deux autres.

[pithut]

le trou noir pour les nuls?

c'est une blague?

[vaincent]

Saintes c'est trop près de la vendée c'est pour ça!!

[phys4]

le trou noir pour les nuls?

c'est une blague?

Il ne faut pas être totalement nul tout de même