horizon du trou noir, vision noirs stellaires
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horizon du trou noir, vision noirs stellaires



  1. #1
    ansset
    Animateur Mathématiques

    horizon du trou noir, vision noirs stellaires


    ------

    bonsoir tous.
    ja sais question mainte fois posée.
    alors je pose deux questions au lieu d'une mais j'éspère assez précises, pour éviter les divagations.

    1) l'horizon.
    je ne parle pas de son calcul.
    je simplifie en disant que c'est "le point de non retour" pour c, et donc par defaut pour toute entité massique.
    si je fait un film SF mais juste au possible selon nos connaissances.
    qu'observe qu'un à l'exterieur de l'horizon qui voit un objet penétrer dedans.
    si je simplifie, je le vois ralentir ( en fonction de la taille de l'astre ), donc plus ou moins vite, puis s'arreter.
    et aussitôt disparaitre non, mais je ne l'ai l'ai jamais entendu dire clairement ici.

    2)les trous noirs stellaires.
    de loin les plus meurtriers, à cause du moment cinétique, et de leur double invisibilité ( car l'accrétion autour est très faible )
    et pourtant si notre soleil devenait un trou noir ( impossible vu ses caractéristiques, mais simple exercice de pensée ) alors rien ne changerai , aucune orbite de planète.
    sauf que le système solaire devient très vite inhabitable. ( detail )
    ceci dit qui peut savoir s'il existe de nombreux sytèmes solaires de ce type ( avec un trou noir comme soleil ( au sens de la gravitation ), et s'il est possible de les detecter.

    -----
    Dernière modification par ansset ; 28/11/2012 à 23h39.

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Salut,

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    si je simplifie, je le vois ralentir ( en fonction de la taille de l'astre ), donc plus ou moins vite, puis s'arreter.
    et aussitôt disparaitre non, mais je ne l'ai l'ai jamais entendu dire clairement ici.
    Non, pour un observateur extérieur il ne passe jamais l'horizon. Il disparait, oui, mais simplement parce qu'il devient "trop sombre" (redshit gigantesque et dilatation du temps diminuant le rythme des photons, en fait on montre que le nombre total de photons reçus est fini donc forcément s'arrête... et même assez vite). Mais cet arrêt est un effet de perspective, arrivé à un certain stade, quoi qu'il fasse, l'observateur ne pourrait plus aller sauver son ami malheureux en train de plonger vers le trou noir. Il le rattraperait mais.... trop tard, sous l'horizon.

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    ceci dit qui peut savoir s'il existe de nombreux sytèmes solaires de ce type ( avec un trou noir comme soleil ( au sens de la gravitation ), et s'il est possible de les detecter.
    Il en existe, mais pas beaucoup. La technique de détection utilisée est essentiellement l'effet de microlentille gravitationnelle (quand le trou noir passe devant une étoile, il ne la cache pas, au contraire, elle devient plus brillante. A cause de la déviation des rayons lumineux). Des recherches ont eut lieu dans un cadre plus général (recherche des machos = objets massifs compacts) pour expliquer la matière noire. Résultat : au mieux quelques pour cent de la masse manquante. Tout inclus (TN, planètes errantes, naines noires, etc...)
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    Zefram Cochrane

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,



    Non, pour un observateur extérieur il ne passe jamais l'horizon. Il disparait, oui, mais simplement parce qu'il devient "trop sombre" (redshit gigantesque et dilatation du temps diminuant le rythme des photons, en fait on montre que le nombre total de photons reçus est fini donc forcément s'arrête... et même assez vite). Mais cet arrêt est un effet de perspective, arrivé à un certain stade, quoi qu'il fasse, l'observateur ne pourrait plus aller sauver son ami malheureux en train de plonger vers le trou noir. Il le rattraperait mais.... trop tard, sous l'horizon.
    Bonjour,
    J'ai une question, dans la descritpion que tu fais, Le TN reste égal à lui même. Mais après avoir absorbé la masse de l'objet, le rayon du TN doit augmenter. Comment est ce que cela se déroule?

    Cordialement,
    Zefram
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    J'ai une question, dans la descritpion que tu fais, Le TN reste égal à lui même. Mais après avoir absorbé la masse de l'objet, le rayon du TN doit augmenter. Comment est ce que cela se déroule?
    L'horizon (et donc le rayon) n'est pas directement observable (ce n'est pas un objet matériel). Il ne peut que se déduire (orbites kepleriennes, déviations des rayons lumineux) et le résultat sera dû à la masse totale. Donc, incluant celle du voyageur. Lorsque le voyageur est proche de l'horizon, il ne faut que quelques millisecondes (pour un TN stellaire en tout cas) pour qu'un observateur extérieur ne le voie plus (redshift et dilatation du temps) et de plus même s'il le voyait il ressemblerait à une fine pellicule plaquée sur le TN (effet de la contraction des longueurs cette fois).

    Moralité, ce que verra l'observateur extérieur est bien un TN un chouillat plus gros.

    Ceci dit, il doit y avoir malgré tout un effet transitoire (pourquoi le TN grossirait-il d'un coté si le voyageur arrive par l'autre coté (*)). Mais c'est compliqué puisqu'ici on ne négligerait pas l'effet gravitationnel produit par la masse du voyageur. C'est même impossible à résoudre analytiquement (même avec des approximations). Il faut un calcul numérique. Le cas de deux corps très massifs (deux trous noirs) a été calculé. Il y a effectivement une structure transitoire avec en sus une forte émission d'ondes gravitationnelles. Mais je n'en sais guère plus (la "forme" de la zone transitoire pour un observateur extérieur ???). Il faudrait trouver les articles qui en parlent.

    (*) il y a une raison : l'horizon est l'effet de la gravité de la masse complète, et il n'est pas matériel, donc oui, il doit grossir. Mais ça n'aide pas pour la période transitoire.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,

    Non, pour un observateur extérieur il ne passe jamais l'horizon. Il disparait, oui, mais simplement parce qu'il devient "trop sombre" (redshit gigantesque et dilatation du temps diminuant le rythme des photons, en fait on montre que le nombre total de photons reçus est fini donc forcément s'arrête... et même assez vite). Mais cet arrêt est un effet de perspective, arrivé à un certain stade, quoi qu'il fasse, l'observateur ne pourrait plus aller sauver son ami malheureux en train de plonger vers le trou noir. Il le rattraperait mais.... trop tard, sous l'horizon.
    bonsoir, je ne vois pas de contradiction avec mon descriptif " virtuel imagé".
    sur le second point , je savais déjà que même une multiplication de petits trous noirs n'expliquerai pas la matière noire.
    l'explication est ailleurs !
    mais tant qu'on a des questions à se poser , on est vivants, non ?

  7. #6
    Deedee81
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Salut,

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    bonsoir, je ne vois pas de contradiction avec mon descriptif " virtuel imagé".
    Désolé, je t'avais mal compris.

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    mais tant qu'on a des questions à se poser , on est vivants, non ?
    Tant qu'on ne tombe pas dans un TN, ça va
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    Zefram Cochrane

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Bonsoir,

    Pour une trajectoire radiale de genre lumière,

    On aboutit à la formule suivante :


    c est la vitesse de la lumière instantanée ; c' est la vitesse de la lumière coordonnée au point r.

    Mais, si c' devait correspondre à la vitesse de la lumière instantanée de la lumière au point r,
    Ne devrais-je pas écrire pour une trajectoire radiale de genre temps :

    ?

    Cordialement,
    Zefram
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  9. #8
    invitebd9ed9fb

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    si je fait un film SF mais juste au possible selon nos connaissances.
    qu'observe qu'un à l'exterieur de l'horizon qui voit un objet penétrer dedans.
    si je simplifie, je le vois ralentir ( en fonction de la taille de l'astre ), donc plus ou moins vite, puis s'arreter.
    et aussitôt disparaitre non, mais je ne l'ai l'ai jamais entendu dire clairement ici.
    Salut à toi. Pour l'observateur, l'objet ne pénètre jamais dans le TN du fait de la dilatation infini du temps. Le redshift le fait disparaitre de notre vue avant l'horizon mais depuis notre position d'observateur éloigné, l'objet en question n'atteint jamais l'horizon. Dans le cas d'un TN galactique, les forces de marée sont faibles et le passage de l'horizon se passe sans encombre pour l'objet ou l'observateur. Le spectacle de l'univers depuis cette position doit être assez étonnant!

  10. #9
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par nouti Voir le message
    Le spectacle de l'univers depuis cette position doit être assez étonnant!
    je n'en doute pas, c'est la raison de ma question initiale.
    en imaginant que je doive réaliser des effets spéciaux aussi réalistes que possible.

    @Deedee:
    merci pour tes réponses, mais il y a un point que j'ai mal saisi.
    j'ai cru comprendre dans un post, que tu présentais l'horizon comme une singularité nette.
    et que dans un autre tu parlais de zones de transition.
    est ce la différence entre la vision de l'observateur et la description "physique" de l'horizon ?
    Dernière modification par ansset ; 05/12/2012 à 06h50.

  11. #10
    invitebd9ed9fb

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    L'horizon n'est pas une limite physique, la singularité est bien plus bas dans le TN. Pour un TN géant, un voyageur peut passer l'horizon sans encombre, sans être aplati ou déchiqueté. Simplement, une fois franchi l'horizon, le retour en arrière devient impossible. Quand je parlais du spectacle étonnant de l'univers, je pensais a ce que verrais le voyageur qui regarderait derrière lui alors qu'il tombe dans le TN. L'ensemble de l'univers se concentrerait dans un cercle de plus en plus petit qui disparaitrait au moment ou l'horizon est franchi.

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Salut,

    Merci à nouti d'avoir répondu (ça fait plaisir d'avoir un nouveau connaisseur sur ce forum).

    Il peut y avoir des divergences sur l'horizon, mais ce n'est pas une propriété de l'horizon lui-même. Prenons un exemple (que j'avais déjà donné) : un observateur stationnaire. Si un observateur veut rester "immobile" près d'un trou noir de Schwarzschild (ou sur orbite avec un trou noir de Kerr) il doit allumer ses réacteurs pour rester sur place. Exactement comme autour de n'importe quel corps massif. Plus on se rapproche de l'horizon, plus il faut une fusée puissante. Ca diverge à l'horizon. Mais pour un observateur qui ne se préoccupe pas de rester immobile, pas de problème, aucune divergence ni singularité en passant l'horizon.

    (Ci-dessous je ne parle plus de singularité)

    On peut aussi considérer les corps en orbite (moyen naturel pour rester à altitude constante sans devoir dépenser trop d'énergie). Sur la dernière orbite des photons, il faut (on l'aura compris) une vitesse égale à c (notons que cette orbite est instable).

    Mais entre l'horizon et cette orbite : point d'orbite (circulaire) possible. Pire, la force centrifuge s'inverse. Si on essaie de tourner autour du trou noir, la force d'attraction.... augmente ! Cela peut se le visualiser facilement (*) en pensant aux trajectoires des photons et en utilisant le principe d'équivalence. Ce genre de phénomène a priori bizarre donne la solution au paradoxe du sous-marin.

    (*) Imaginons un tube faisant le tour du trou noir et un observateur dans le tube.

    Loin du trou noir, ce qu'il verra est normal : il voit le tube s'incurver vers le trou noir.

    Sur la dernière orbite des photons, il voit le tube aller.... tout droit ! (et avec de bonnes jumelles il verrait son propre dos) (c'est logique puisque les photons suivent le tube).

    Sous cette orbite, il verrait le tube s'incurver.... à l'opposé du trou noir ! Une effet boeuf.

    Et la force centrifuge en cas de déplacement dans le tube sera toujours dirigée vers la partie "externe" du tube, tel que perçu par l'observateur.
    (c'est plus facile à comprendre avec des images, il y a eut ça dans un PLS ou un LaRecherche ou un dossier spécial du style. J'espère avoir été clair).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    Amanuensis

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par nouti Voir le message
    L'ensemble de l'univers se concentrerait dans un cercle de plus en plus petit qui disparaitrait au moment ou l'horizon est franchi.
    Pourriez-vous donner un peu plus de détails sur ce phénomène ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  14. #13
    Deedee81
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    J'avais vu dans PLS ou LaRecherche de superbes images de simulation de ce que verrait un tel voyageur.

    Il y avait même le cas du trou de ver (théorique, évidemment).

    Quelqu'un sait-il si ces images (ou d'autres du même style) sont disponibles sur le net ?
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  15. #14
    shmikkki

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Bonjour à tous,

    Je profite de ce petit topic pour poser une question: L'horizon d'un TN est définit comme le passage a une "zone" ou la lumière ne peut s'échapper, ok.
    Mais ... si cette zone contient du "gaz" dû à la matière qui se fait aspirer et déchiqueter, peut-on raisonnablement imaginer un effet Tcherenkov (http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Vavilov-Tcherenkov). Puisque normalement, dans un tel milieu la lumière ne va pas à c, mais l'effet therenkov peut permettre une vitesse supérieur à la lumière dans ce milieu pour une particule chargée. Et donc peut-on imaginer des particules pouvant sortir de cette zone (juste à la limite!) qui aille plus vite que la lumière dans ce milieu (pas plus vite que c!).
    En clair, la vrai question c'est: L'horizon est-il définit comme le passage a une zone ou la lumière ne peut plus s'échapper, ou la zone ou la vitesse de libération est de 300.000 km/s (ce qui exclu l'effet therenkov)?
    Merci pour vos explications !
    Rien en biologie n'a de sens, si ce n'est à la lumière de l'évolution - Dobzhansky

  16. #15
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Pourriez-vous donner un peu plus de détails sur ce phénomène ?


    Le voyageur imprudent qui regarde vers l'extérieur voit une ciel blueshifté dans un cercle de plus en plus étroit :

    Nom : trou noir dernier regard.png
Affichages : 76
Taille : 284,8 Ko

    source :

    http://www.youtube.com/watch?v=2pz3eHkNPQU

    vers 30'

    Sinon, du même Alain Riazuelo, une conférence de vulgarisation à l'IAP (basé sur le docu ci dessus):

    http://www.canal-u.tv/video/cerimes/...trou_noir.7888
    Parcours Etranges

  17. #16
    Deedee81
    Modérateur

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Salut,

    Merci pour ces liens.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  18. #17
    Zefram Cochrane

    Re : horizon du trou noir, vision noirs stellaires

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Le voyageur imprudent qui regarde vers l'extérieur voit une ciel blueshifté dans un cercle de plus en plus étroit :

    Pièce jointe 202582

    source :

    http://www.youtube.com/watch?v=2pz3eHkNPQU

    vers 30'

    Sinon, du même Alain Riazuelo, une conférence de vulgarisation à l'IAP (basé sur le docu ci dessus):

    http://www.canal-u.tv/video/cerimes/...trou_noir.7888
    Bonjour,
    cette vision de l'effet d'enveloppement n'est valable que pour un observateur statique ou chutant dans le TN à une vitesse inférieure à la vitesse de libération.

    http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4157311

    à partir de cette vitesse,
    l'effet d'aberration et de déviation de la lumièr entre en compte d'où le résultat dont j'aimerai bien avoir la démonstration de l'exercice proposé par Alain_r

    Cordialement,
    Zefram
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

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