Matière qui tombe ou non dans un trou noir

[Nightbringer87]

Salut a tous

Aujourd'hui je me tourne vers vous pour une question plutôt épineuse et je ne trouve aucune réponse concrète sur internet ....

Ma question concerne la matière qui tombe dans un trou noir.

Un morceau de matière qui tombe est soumis à l'équation suivante : Moment angulaire = masse de l'objet * vitesse angulaire * distance de l'objet par rapport au trou noir au carré

Et plus l'objet se rapproche du trou noir plus la force centrifuge de l'objet en question est élevée par rapport à l'équation suivante : la force centrifuge = la distance multipliée par le carré de la vitesse angulaire.

Seulement j'ai lu qu'à un certain moment cette " énergie " potentielle de l'objet doit l'éjecter dans l'espace mais que par " un phénomène miracle " cette énergie pouvait être transférée d'une masse de matière à une autre ...

Qu'est-ce que ce phénomène ? Comment fonctionne t-il ? Pourquoi ? Comment ? Existe t-il une équation ? Que se passe t-il exactement ? Quelqu'un peut m'expliquer ?

merci à vous par ce que ça commence sérieusement à m'agacer de ne pas pouvoir comprendre
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[Deedee81]

Bonjour Nightbringer.

Désolé, mais j'avoue ne pas bien comprendre la question. La phrase est bizarre (qu'elle soit de toi ou que tu l'aies recopié telle qu'elle).

Ce que je peux déjà dire c'est ceci :

- Un corps peut parfaitement être en orbite autour d'un trou noir, tout comme il peut l'être autour de n'importe quel corps massif. Avec conservation du moment angulaire et vitesse plus élevée au périhélie.
- Mais attention avec les formules que tu donnes car un trou noir doit être décrit par la relativité générale dans laquelle la gravité n'est pas une force mais la conséquence de la courbure de l'espace-temps (et pas de l'espace tout seul !), courbure reliée à la distribution de masse/énergie. C'est donc loin d'être trivial et intuitif. Beaucoup d'équations classiques deviennent fausses.
- Ainsi, il existe une dernière orbite (située à la distance R/2 de l'horizon du trou noir, R étant le rayon du trou noir) appelée orbite des photons. En dessous, toute trajectoire est forcément en spirale.
- Même l'orbite des photons est instable (une pichenette et les photons s'en échappent ou plongent dans le trou noir).
- En dessous de cette orbite la force centrifuge s'inverse (plus tu tourne vite autour du TN, par exemple avec des fusées pour ne pas tomber en spirale, et plus la force centrifuge va te pousser.... vers le trou noir ! C'est très contre-intuitif mais ça peut s'expliquer facilement avec le principe d'équivalence. Ca explique aussi les trajectoires en spirales au lieu des ellipses habituelles.

Dans cet article (si tu as accès à scribd) :
http://fr.scribd.com/doc/204166860/V...es-etoiles-pdf

j'ai un chapitre sur les trous noirs où je décris un peu tout ça (c'est vulgarisé, pas technique)

Concernant ta phrase bizarre, je me demande si cela ne concerne pas la possibilité d'extraire de l'énergie d'un trou noir en rotation. C'est encore une autre paire de manche.

Et, oui, il y a des équations, mais elles ne sont pas simples (par exemple l'équation de description d'une métrique d'espace-temps à quatre dimensions plus l'équation différentielle des géodésiques faisant intervenir les symboles de Christoffel qui sont eux-même à plusieurs composantes). Si on veut une simple description calculatoire, on peut se passer de la géométrie différentielle, mais il faut quand même maitriser les équations matricielles et différentielles.

[Nightbringer87]

Je te remercie pour ta réponse

Phrase bizarres certes par ce que je tentais de décrire ça avec mes propres mots et au plus simple ... résultat foiré visiblement x) désolé

je cite donc des phrases de cet article que j'ai lu que j'avais recopié sur un bloc note :

" le moment angulaire de ce qui tombe est la masse multipliée par la vitesse angulaire et multipliée par le carré de la distance au trou noir."

" la force centrifuge varie comme la distance multipliée par le carré de la vitesse angulaire."

" une partie de la matière tombe dans le trou noir, mais elle cède du moment angulaire à une autre partie de la matière voisine du trou noir "

c'est surtout cette dernière phrase que je ne comprends pas ....

Par quels principes et procédés cette matière peut céder du moment angulaire à une autre partie de la matière ?

De ce que j'ai lu la matière qui se rapproche dangereusement du trou noir atteint une phase critique à un moment Elle est soumise à 2 forces :
- La gravitation : qui attire cette même matière vers le trou noir ( dans le disque d'accrétion )
- La force centrifuge : qui devient de plus en plus forte au point où logiquement à un moment devient plus forte que la gravitation ce qui fait que la masse de matière doit être éjectée Mais à cette phase critique l'énergie de la force centrifuge qui doit éjecter cette matière peut être " transférée " à une autre masse de matière voisine et donc tomber dans le trou noir au lieu d'être éjectée.

C'est ce phénomène là que je cherche à comprendre

l'article en question est celui-ci ==> http://www.cidehom.com/question.php?_q_id=5455

[Deedee81]

Salut,

je cite donc des phrases de cet article que j'ai lu que j'avais recopié sur un bloc note :

" le moment angulaire de ce qui tombe est la masse multipliée par la vitesse angulaire et multipliée par le carré de la distance au trou noir."

" la force centrifuge varie comme la distance multipliée par le carré de la vitesse angulaire."

" une partie de la matière tombe dans le trou noir, mais elle cède du moment angulaire à une autre partie de la matière voisine du trou noir "

c'est surtout cette dernière phrase que je ne comprends pas ....

Je dois t'avouer que je ne comprend pas non plus (quelle matière voisine ????) et en plus la phrase sur la force centrifuge est fausse près d'un TN (en fait elle est fausse partout, mais correcte avec une très bonne approximation dès qu'on n'est pas trop près d'un monstre aussi massif).

Merci, pour le lien, je vois que ça concerne les jets. Et je ne connais pas trop bien le mécanisme (il est vrai qu'on a mis longtemps à le comprendre, ça a nécessité des simulations et tout le bataclan). En lisant, je vois que l'article n'est pas totalement irréprochable point de vue clarté des propos (par exemple justement sur la force centrifuge.... suivi d'un bémol sur les lois qui changent près d'un TN, sans expliquer en quoi exactement).

Je sais juste que le disque d'accrétion s'arrête à la dernière orbite des photons. C'est assez peu pour comprendre les jets
J'ai lu aussi (concernant les jets pour autre chose que les trous noirs, qui ne sont qu'un cas particulier) que le champ magnétique jouait un rôle important.

Par contre la question sur "où est passé le moment angulaire" était en effet une question épineuse par le passé. Idem dans la formation des systèmes stellaires (une bonne partie du moment angulaire "superflu" est là aussi évacué par des jets).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nightbringer87]

Ah d'accord je vois déjà deux bonnes pistes je vais pouvoir gratter
- Champ magnétique
- Dernière orbite des photons

Donc si c'était une question épineuse aujourd'hui quelqu'un doit être capable de me donner la réponse

Et dernière choses, l'article parle de simulations informatiques. Peut on les voir ? Peut on les trouver ? Peut on refaire faire les simulations a un ordinateur chez nous ? Existe t-il un modèle 3D ?

Par ce que si simulation informatique il y a forcément des formules de maths et des programmes en mémoire vive du calculateur il ne fait pas ça " au petit bonheur la chance " ( l'informatique et l'électronique ça ce sont mes domaines de spécialisation a moi ^^ ) et j'aimerais beaucoup trouver ces formules de maths

Remettre des particules sur un disque autour d'un objet d'un objet super lourd et super dense informatiquement rentrer tous ces paramètres et faire faire les calculs à la machine ce n'est pas compliqué si j'obtiens les bonnes formules et les bonne caractéristiques

[Nightbringer87]

En même temps l'article en question est un article de " vulgarisation " scientifique donc bon vulgariser un truc aussi complexe n'est pas simple donc on ne peut pas réellement en vouloir à l'auteur de l'article je pense ^^ et merci beaucoup pour cette précision sur la force centrifuge

[Deedee81]

Et dernière choses, l'article parle de simulations informatiques. Peut on les voir ? Peut on les trouver ? Peut on refaire faire les simulations a un ordinateur chez nous ? Existe t-il un modèle 3D ?

Les voir, oui, mais je ne sais pas où. Moi en général quand je vois les résultats de telles simu c'est dans Pour La Science ou La Recherche.

Le faire soi-même, ça m'étonnerait. Faut déjà de sacrée bécanes pour faire des simulations pareilles. Donc à moins d'être riche et d'avoir un ordinateur à 500 MFlops

Les formules, c'est la relativité générale, l'hydrodynamique, l'électrodynamique, etc.... Mais c'est totalement inutilisable..... car trop complexe (là c'est c'est un milliard de GFlops qu'il faudrait). Il existe donc des modèles approchés, mais je ne les connais pas (j'ai étudié ça mais pour l'hydrodynamique pour les ingénieurs, et c'était il y a un quart de siècle, j'ai un cht'tit peu oublié).

Je me suis amusé (il y a longtemps) à simuler des corps en interaction gravitationnelle (quelques centaines). Déjà ça c'est pas de la tarte (je me rappelle de ma première simulation où la Lune avait la fâcheuse habitude de quitter systématiquement son orbite, à cause de problèmes d'arrondis ).

Pour ce qui est des imprécisions dans l'article, non on peut certainement dire que l'article est plutôt bon pour la plus grosse partie. Et en matière de mauvaise vulgarisation, olàlà, j'ai déjà vu bien pire.

Désolé de ne pas pouvoir plus t'aider.

[Nightbringer87]

Rassure toi tu m'as déjà pas mal aidé

par contre 500MFlops pour une machine c'est déjà très très largement dépassé ^^

En moyenne un CPU actuel tourne autour de 70-80GFlops et le miens fais à peu près 140GFlops mais le plus intéressant serait d'utiliser la puissance de calcul des cartes vidéo avec CUDA et PhysX car ma carte vidéo dispose de 7.1TFlops donc si je peu utiliser tout le PC j'ai pas loin de 7.5TFlops disponible au total ça commence à faire les machines d'aujourd'hui ont énormément de puissance

Quand tu vois que dans le CPU tu as 1.4 milliards de transistors et dans la carte vidéo tu en as 7.1 milliards ^^

OK pour les formules je vais regarder ce que je peux faire de tout ça

[Deedee81]

par contre 500MFlops pour une machine c'est déjà très très largement dépassé ^^

Je voulais dire GFlops évidemment, quelle faute de frappe idiote alors. J'ai pas les yeux en face des trous.
(j'avais en tête les machines récentes du projet Téra = teraflops, mais là aussi on est déjà beaucoup plus loin et en effet là aussi ce qui est visé c'est les simulations "monstrueuses", astrophysique mais aussi en physique des particules, en géophysique et pour le thermonucléaire.... et maintenant le cerveau humain).

[Nightbringer87]

Oui c'est vrai heureusement que les simulations ne sont pas en temps réel ... aïe aïe aïe ^^'

j'avais fait le calcul il y a un mois de cela pour voir quelle puissance maxi théorique on peu obtenir dans une seule machine et on était à peu près à 30TFlops mais ça fait entre 5000-6000E juste pour la tour XD pour un particulier ça fait cher ^^

Bon sinon merci beaucoup à toi