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Le rayonnement Hawking.



  1. #31
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.


    ------

    OK, c'est déjà plus clair. Mais une autre contradiction me vient à l'esprit (sans doute aussi due à mon incompétence dans ce domaine) : Vaincent me dit que la particule à énergie négative, en réalité, remonte le temps. Elle intervient donc, du point de vue d'un observateur distant, dans le passé du TN. Or, si les TN doivent un jour commencer à perdre de la masse, ce ne peut être que dans leur futur.

    -----
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

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  3. #32
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    OK, c'est déjà plus clair. Mais une autre contradiction me vient à l'esprit (sans doute aussi due à mon incompétence dans ce domaine) : Vaincent me dit que la particule à énergie négative, en réalité, remonte le temps. Elle intervient donc, du point de vue d'un observateur distant, dans le passé du TN. Or, si les TN doivent un jour commencer à perdre de la masse, ce ne peut être que dans leur futur.
    Tu comprends pourquoi je n'aime pas les formulations avec particules d'énergie négative ?

    Les calculs sont parfaits, consistants et tout et tout. Mais pour l'interprétation physique.... gasp.... quelle galère.
    Keep it simple stupid

  4. #33
    vaincent

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    OK, c'est déjà plus clair. Mais une autre contradiction me vient à l'esprit (sans doute aussi due à mon incompétence dans ce domaine) : Vaincent me dit que la particule à énergie négative, en réalité, remonte le temps. Elle intervient donc, du point de vue d'un observateur distant, dans le passé du TN. Or, si les TN doivent un jour commencer à perdre de la masse, ce ne peut être que dans leur futur.
    énergie négative dans le futur <-> énergie positive dans le passé. Donc perdre de l'énergie dans le futur est équivalent à avoir une énergie supérieur dans le passé. Pas de problème de causalité.

  5. #34
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    énergie négative dans le futur <-> énergie positive dans le passé. Donc perdre de l'énergie dans le futur est équivalent à avoir une énergie supérieur dans le passé. Pas de problème de causalité.
    Ah, ben oui, c'est juste.
    In fine, est il envisageable d'arriver un jour à "fabriquer" un petit trou noir au LHC pour tester tout cela ? Une solution technique est elle réellement possible ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  6. #35
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    In fine, est il envisageable d'arriver un jour à "fabriquer" un petit trou noir au LHC pour tester tout cela ? Une solution technique est elle réellement possible ?
    Avec le LHC, ça m'étonnerait. Le niveau d'énergie est trop faible (à moins que certaines variantes de la théorie des cordes soient correctes).

    Mais dans l'avenir avec d'autres collisionneurs ou d'autres moyens, sans doute. Ceci dit, j'y réfléchirait à deux fois avant de créer ce genre de salle bête. Si par malheur il avale plus vite la matière qu'il ne s'évapore, gasp, cata de cata.
    Keep it simple stupid

  7. #36
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais dans l'avenir avec d'autres collisionneurs ou d'autres moyens, sans doute. Ceci dit, j'y réfléchirait à deux fois avant de créer ce genre de salle bête. Si par malheur il avale plus vite la matière qu'il ne s'évapore, gasp, cata de cata.
    Et s'ils faisaient ça le 21 décembre 2012 ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

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  9. #37
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Et s'ils faisaient ça le 21 décembre 2012 ?
    Avec le nouveau hyper super accélérateur américain (ils étaient jaloux du LHC) appelé Maya ?
    Keep it simple stupid

  10. #38
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Au fait, comment démontre-t-on qu'au niveau de l'horizon il y a effectivement séparation de la paire particule / antiparticule ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  11. #39
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Au fait, comment démontre-t-on qu'au niveau de l'horizon il y a effectivement séparation de la paire particule / antiparticule ?
    C'est compliqué (très technique). Vulgariser ça va être coton.

    Cet article (qu'on m'avait d'ailleurs conseillé lors d'une discussion sur Futura) est excellent :
    http://arxiv.org/abs/gr-qc/0308048
    Introduction to Quantum Fields in Curved Spacetime and the Hawking Effect
    Keep it simple stupid

  12. #40
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Comme tu dis, c'est très technique. Je vais potasser ça pendant quelques jours. Merci, Deedee.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  13. #41
    vaincent

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Comme tu dis, c'est très technique. Je vais potasser ça pendant quelques jours. Merci, Deedee.
    Oui bon courage quand même puisque les prérequis pour ce genre d'article sont la TQC et la RG...

  14. #42
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Oui bon courage quand même puisque les prérequis pour ce genre d'article sont la TQC et la RG...
    Oui, ben si je ne m'en sors vraiment pas, je reviendrai ici.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

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  16. #43
    Pio2001

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Mais, franchement, comme on sait que même les photons sont piégés par le TN, je ne vois pas comment un photon produit par l'énergie du vide pourrait s'échapper de l'horizon sous prétexte qu'il aurait assez d'énergie pour cela. Stephen Hawking a certainement dû expliquer la chose pour que sa théorie tienne la route, mais il faut alors admettre que l'énergie du vide est colossale au niveau de chaque dissociation pour conférer aux paires particules/antiparticules une telle énergie.
    C'est oublier un principe vieux comme Galilée : tous les corps tombent à la même vitesse. Les lourds, comme les légers. Or l'énergie, c'est la même chose que de la masse, au fond. Et le principe reste le même : tous les photons s'échappent à la même vitesse, quelle que soit leur énergie.

    A proximité du trou noir, la courbure de l'espace devient telle qu'à une certaine distance, les trajectoires des photons se rebouclent sur elles-mêmes. Comme s'ils étaient "en orbite autour du trou noir". Cette zone s'appelle la "sphère de photons".

    Si on s'approche plus près, seuls les photons émis dans la direction opposée au trou noir s'échapperont. Les autres verront leur trajectoire tellement courbée qu'ils retomberont à l'intérieur.

    A proximité immédiate de l'horizon du trou noir, si celui-ci est statique, un photon émis à l'extérieur, exactement dans la direction opposée au trou noir, s'échappera toujours. Aussi faible soit son énergie. L'horizon est par définition l'endroit où un photon émis dans la direction opposée ne peut plus s'échapper. La "vitesse de libération" y est égale à c.

    Le destin des photons, retomber dans le trou noir ou s'échapper, ne dépend donc que de leur direction d'émission.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  17. #44
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    A proximité immédiate de l'horizon du trou noir, si celui-ci est statique, un photon émis à l'extérieur, exactement dans la direction opposée au trou noir, s'échappera toujours. Aussi faible soit son énergie. L'horizon est par définition l'endroit où un photon émis dans la direction opposée ne peut plus s'échapper. La "vitesse de libération" y est égale à c.

    Le destin des photons, retomber dans le trou noir ou s'échapper, ne dépend donc que de leur direction d'émission.
    Si celui-ci est statique...
    Dans l'article mentionné par Deedee (et qui me donne mal au crâne depuis 3 jours, merci Deedee ) l'auteur part également du cas du TN statique. Cela veut il dire que pour un TN à rotation rapide le principe n'est plus le même ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  18. #45
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Si celui-ci est statique...
    Dans l'article mentionné par Deedee (et qui me donne mal au crâne depuis 3 jours, merci Deedee ) l'auteur part également du cas du TN statique. Cela veut il dire que pour un TN à rotation rapide le principe n'est plus le même ?
    Les directions en question sont juste différentes.

    Merci à Pio2001 pour ces excellentes explications.... auxquelles j'aurais dû penser. Le seul effet pour cette histoire d'énergie c'est qu'il y a un très fort redshift et c'est CA qui explique la faiblesse du rayonnement Hawking.
    Keep it simple stupid

  19. #46
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    OK, merci beaucoup. Je commence à comprendre.
    Sauf un détail (mais qui a son importance).
    Dans une situation normale, les paires particule/antiparticule ont toutes deux leur énergie propre. Il y a donc bien création d'énergie momentanément, qui disparaît presque instantanément lors de l'annihilation de la paire. Dans le cas du photon, on a toujours deux photons, avec chacun leur énergie. Lorsque l'horizon du TN les séparent, l'énergie de l'un devient négative lorsqu'il franchit l'horizon. Mais ce point de vue n'est valable que pour un observateur extérieur et non pour un observateur qui se trouverait sous l'horizon. Hors, un principe fondamental de la physique est qu'un phénomène ne peut varier en fonction de la position de l'observateur dont il est totalement indépendant. C'est cette astuce, dans le rayonnement Hawking, que je n'arrive pas à saisir.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  20. #47
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Pour ajouter un peu à la confusion :

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    l'énergie de l'un devient négative lorsqu'il franchit l'horizon.
    Non. Comme indiqué dans un article que j'ai lu sur ArXiv, cette interprétation (souvent reprise) est fausse.

    Dans le cas d'une métrique de type Schwartzchild, on a un changement de signe mais dans cette métrique l'horizon est une singularité et il y a un changement de signification physique des variables r<->t, d'où de grosses complications techniques dont celle-là. Ce n'est pas physique. Et dans le cas d'une métrique sans singularité, il n'y a pas de changement du signe de l'énergie !!!! Et c'est normal : physiquement, un observateur en chute libre ne peut pas détecter le passage de l'horizon. C'est lié au principe de relativité.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Mais ce point de vue n'est valable que pour un observateur extérieur et non pour un observateur qui se trouverait sous l'horizon.
    L'observateur ne change rien.

    Pour un observateur extérieur, la particule ne franchit jamais l'horizon !!!! Et s'il utilise un raisonnement basé sur la métrique, on retombe sur la difficulté ci-dessus. L'usage d'une métrique non problématique pour le passage de l'horizon => pas de changement de signe.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Hors, un principe fondamental de la physique est qu'un phénomène ne peut varier en fonction de la position de l'observateur dont il est totalement indépendant. C'est cette astuce, dans le rayonnement Hawking, que je n'arrive pas à saisir.
    Tu as mis le doigt dessus.

    Je pense qu'ici il s'agit de fluctuations d'énergie totale nulle, avec une particule d'énergie négative. Je n'en suis plus sûr. Je dis peut-être une énorme connerie. Il faudrait se replonger dans l'article donné plus haut pour éclaircir la question.
    Keep it simple stupid

  21. #48
    papy-alain

    Re : Le rayonnement Hawking.

    Bon, ben je vais réfléchir à ça de weekend. Mais, tout de même, ce phénomène semble faire l'unanimité, alors qu'il fait appel à des notions qui, il me semble, relèvent de la gravité quantique, qui est loin d'être avérée...
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

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  23. #49
    invite231234
    Invité

    Re : Le rayonnement Hawking.


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