Point noir ou ligne blanche ?

[Mailou75]

Bonjour,

J'aimerais tenter avec vous une petite expérience de pensée et voir où ça pêche par rapport à l'observation :
Je vais transformer le soleil en trou noir, mais contrairement à la version habituelle, je ne vais pas le compresser pour augmenter sa densité, mais le faire tourner !
Donc... je fais tourner le soleil de plus en plus vite : En réaction au mouvement impliqué, la matière du soleil, afin de ne par être expulsée par la force centrifuge,
va se contracter, mais uniquement dans le plan de rotation ! (La sphère devient un ballon de rugby)
A priori, quand la vitesse de rotation augmente, je vois un côte du soleil redshifté et l'autre blueshifté (un des cotés avance vers moi tandis que l'autre s'éloigne)
Si la vitesse devient relativiste, les cotés commencent à s'effacer (sortir du spectre visible)
Si je continue d'augmenter la vitesse de rotation, je finis par ne voir qu'une ligne blanche...?

Mais quel est l'effet réel observé : la contraction de la matière dans le plan de rotation, ou la disparition des bords ?

Bon ok, c'est sans doute absurde
Merci d'avance
Maïlou
-----

[Gilgamesh]

Donc... je fais tourner le soleil de plus en plus vite : En réaction au mouvement impliqué, la matière du soleil, afin de ne par être expulsée par la force centrifuge,
va se contracter, mais uniquement dans le plan de rotation ! (La sphère devient un ballon de rugby)

Non, un disque.

Si la vitesse de rotation du disque devient relativiste, la moitié dont la vitesse est dirigée vers l'observateur est blueshiftée et l'autre moitié redshiftée.

a+

[invite86bce963]

Bonjour,

que veut dire "blueshiftée" et "redshiftée"?

Merci

[papy-alain]

Bonjour,

que veut dire "blueshiftée" et "redshiftée"?

Merci

Bonjour.

Quand un objet se rapproche de toi, la lumière qu'il émet t'apparaît décalée vers le bleu et s'il s'éloigne, cette lumière est décalée vers le rouge. En fait, ce phénomène ne se limite pas à la lumière visible, mais bien à l'ensemble du spectre électromagnétique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite86bce963]

D'accord merci je comprend mieux ^^.

[invite86bce963]

Si la vitesse de rotation du disque devient relativiste, la moitié dont la vitesse est dirigée vers l'observateur est blueshiftée et l'autre moitié redshiftée.

La moitiée redshiftée se dirige aussi vers l'observateur?

[papy-alain]

La moitiée redshiftée se dirige aussi vers l'observateur?

La moitié redshiftée est celle qui s'éloigne de l'observateur, la moitié bueshiftée est celle qui se rapproche.

[Mailou75]

Non, un disque.

Un disque ?...

Pas sur de comprendre, le disque a le diamètre du soleil mais pas d’épaisseur ? ou l’épaisseur du soleil mais un diamètre plus grand dans le plan de rotation ?
Il subit la force centrifuge et ne se contracte pas ? A graaaande vitesse je vois bien une ligne blanche ? Un p'tit développement siouplii, t'es allé un peu vite

Merci
Mailou

[invite80fcb52e]

Si tu tourne plus vite, la force centrifuge à l'équateur est plus grande, et donc le rayon équatorial grandit.

[Mailou75]

Salut et merci,

Si tu tourne plus vite, la force centrifuge à l'équateur est plus grande, et donc le rayon équatorial grandit.

Oui en fait c'est plutôt logique

Mais pour la suite, si je le fais tourner très vite, finirais-je par voir cette ligne blanche verticale (les bords de la sphère ayant disparu) ?

[papy-alain]

Salut et merci,



Oui en fait c'est plutôt logique

Mais pour la suite, si je le fais tourner très vite, finirais-je par voir cette ligne blanche verticale (les bords de la sphère ayant disparu) ?

Salut, Mailou.

Je savais que tu allais adorer ce genre d'embrouille.

[Gilgamesh]

Pour que le disque soit relativiste, il faut qu'il tourne autours d'un objet compact (sinon la force centrifuge le fait s'éparpiller). Par suite, dans un cas concret, correspondant à des objets réels de l'univers, on ne peut pas négliger la présence de cette masse sur le trajet de la lumière.

Voir ici la simulation de l'aspect d'un trou noir en rotation entouré d'un disque d'accrétion dont l'image est déformée suite à l'influence de la gravitation sur la lumière.

Si on préfère oublier la présence de cette masse il reste juste ce que j'ai dit plus haut, un disque dont la lumière est réhaussée sur une moitié et assombrie sur l'autre.

a+

[invite86bce963]

La moitié redshiftée est celle qui s'éloigne de l'observateur, la moitié bueshiftée est celle qui se rapproche.

comment peut-on savoir si la lumiere est redshiftée si elle s'éloigne?

[Gilgamesh]

C'est un effet géométrique. Une source lumineuse qui s'approche de l'observateur "rattrape" le front d'onde qu'elle émet et la distance entre deux crêtes diminue (décalage vers les courte longueur d'onde => blueshift). Inversement si elle s'éloigne (redshift).




source

[papy-alain]

comment peut-on savoir si la lumiere est redshiftée si elle s'éloigne?

Ce n'est pas la lumière qui s'éloigne, mais l'objet qui émet cette lumière. Pour le reste, tout est très bien expliqué par Gilgamesh (comme toujours )

[invitefa94d55c]

Bonsoirs !

Par contre un red-shifft observer a l'horison d'un trou noir n'a pas le même décalage vers le rouge que celui de la formation de l'univers, il faut fair attention a ne pas comparer les 2 red-shifft.

Le décalage de la lumière vers le rouge semble infini a l'horison d'un trou noir, cela est le fait que les photon se débattes pour na pas tomber dans le puit gravitationel du trou noir, de ce fait une partie des photons brule tout leur énergies et tombes dans le puit gravitationel.

La lumière n'est pas seulement déformer et rediriger par un trou noir, mais il y en a aussi une partie qui est absorber pas le trou noir.

Enfin si je ne fait pas erreure .

.

[invite86bce963]

Pour le reste, tout est très bien expliqué par Gilgamesh (comme toujours )

Je suis d'accord mais je suis un amateur et je ne comprends pas bien du tout....

[Mailou75]

Je savais que tu allais adorer ce genre d'embrouille.

Grave !

Pour que le disque soit relativiste, il faut qu'il tourne autours d'un objet compact (sinon la force centrifuge le fait s'éparpiller).

Oui, j'avais espoir qu'il se contracterait de lui même, mais en effet aucune raison

Voir ici la simulation de l'aspect d'un trou noir en rotation entouré d'un disque d'accrétion dont l'image est déformée suite à l'influence de la gravitation sur la lumière.

Nikel le lien merci !!
Très parlants ces schémas, je crois même que j'ai compris !

[Gilgamesh]

Pour l'effet Doppler, avec cette animation, ce sera peut être plus clair :

http://ww2.cnam.fr/physique//DOCUMENTS/LABO/doppler.htm

a+

[Mailou75]

Je suis d'accord mais je suis un amateur et je ne comprends pas bien du tout....

Un exemple parlant, l'analogie avec le son :
Si tu es au bord de la route et que tu entends passer une ambulance, le son sera aigu quand elle s'approche et grave quand elle s'éloigne
De la même façon elle est bleue en s'approchant et rouge en s'éloignant !
Mais si la vitesse de l'ambulance n'est pas négligeable devant celle du son (j'entends une variation), elle l'est devant la vitesse de la lumière (je ne vois pas de différence, trop subtil pour l’œil humain)
Pourtant cette différence de teinte existe mais la lumière va 3.600.000 fois plus vite que le son, on ne la voit (oeil) que si l'objet atteint une vitesse relativiste (sa vitesse n'est plus négligeable devant celle de la lumière)

Ça ne se digère pas en 5min, mais si tu prends le temps c'est pas le phénomène plus compliqué

Bonne chance
Maïlou

[Mailou75]

Bonsoir,

Voir ici la simulation de l'aspect d'un trou noir en rotation entouré d'un disque d'accrétion (...)

J'aimerais revenir sur ce lien très intéressant
Ci joint un petit schéma récapitulatif de ce que j'en ai compris (pour validation )

Mais j'ai plusieurs questions du coup...

1 - A-t-on déjà observé quelque chose de semblable ?

2 - Un TN est il toujours en rotation ? "relativiste" ?

3 - L'accrétion de matière se fait-elle toujours dans le plan et le sens de rotation (peut-on trouver deux disques pour deux objets avalés) ?

4 - L'effet de lentille crée-t-il un décalage supplémentaire dans les couleurs ?

5 - On arrive a voir simultanément les deux faces d'un objet , n'y aurait-il pas d'application intéressante à ce phénomène ?

6 - La position de l'observateur pour obtenir cette image n'est-elle pas "trop particulière" ?

Merci d'avance
Mailou

[Gilgamesh]

Bonsoir,



J'aimerais revenir sur ce lien très intéressant
Ci joint un petit schéma récapitulatif de ce que j'en ai compris (pour validation )

Mais j'ai plusieurs questions du coup...

1 - A-t-on déjà observé quelque chose de semblable ?

Soon...

Il y a deux candidats : SgrA*, notre trou noir galactique, et le trou noir central de M87. Bien sûr par en imagerie classique, mais en interférométrie et pas dans le domaine optique où il y a 25 magnitudes d'extinction par les poussières, mais en radio.

Pour SgrA* on a une première mesure avec le Very Long Baseline Interferometry (VLBI) à 3,5 mm, 7 mm et finalement à 1,3 mm. On mesure une taille d'horizon de 37 microarcseconds, soit 44 Mkm à 22 kly. Source

Pour M87, bien qu'il soit 2000 fois plus éloigné, il est aussi 1000 fois plus massif (estimé à 3,4.10⁹ masses solaires), ce qui fait que sa taille angulaire est également de qq dizaine de µas. Il est donc accessible également à l'interférométrie radio à très longue base. Source. L'intérêt de M87 est qu'il est bien plus gros et actif, avec des jets bien observable et qu'il nous rapproche mieux du mécanisme des AGN (active galaxy nucleus).


Ci dessous différentes modélisation de ce qui serait observable en fonction des moyens employés (ellipse bleu, vert et jaune en bas à gauche des images)

2 - Un TN est il toujours en rotation ? "relativiste" ?

Une rotation strictement nulle semble une situation trop particulière pour être réelle mais il ne semble pas non plus que les trous noirs accrétant (les seuls observables en l'état des techniques actuelles) soient tous proches de la rotation extrémale. On a des indications que c'est le cas pour certains d'eux mais par exemple il ne semble pas que ce soit le cas de SgrA*.

3 - L'accrétion de matière se fait-elle toujours dans le plan et le sens de rotation (peut-on trouver deux disques pour deux objets avalés) ?

Toujours non, ce n'est pas exigé en théorie ; il y a des variantes possible par exemple en imaginant la fusion de deux trous noirs dont le spin serait orienté différemment.

4 - L'effet de lentille crée-t-il un décalage supplémentaire dans les couleurs ?

En soi non, c'est achromatique mais ça magnifie l'intensité lumineuse.

5 - On arrive a voir simultanément les deux faces d'un objet , n'y aurait-il pas d'application intéressante à ce phénomène ?

Ben si mais l'intérêt n'est pas tant de voir les deux faces que tout ce qui concerne la modélisation de l'objet. Le trajet de la lumière nous renseigne sur tous les phénomènes qui se produisent en forts champs de gravité.

6 - La position de l'observateur pour obtenir cette image n'est-elle pas "trop particulière" ?

Je dirais non, tous les angles de vue permettent d'observer des phénomènes intéressants.

a+

[Mailou75]

Parfait

Merci beaucoup Gilga pour toutes ces réponses

A bientôt
Mailou