a t'on la preuve qu'un trou noir n'est pas infini?

[invite41fb143d]

Bonjour,

Je me demande, question de débutant, peut-on prouver que l'existence d'un trou noir est limitée?
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[Gilgamesh]

Bonjour,

Je me demande, question de débutant, peut-on prouver que l'existence d'un trou noir est limitée?

De preuve observationnelle, non, et c'est pas pour demain : la température effective de l'horizon d'un trou noir par rayonnement de Hawking est en T horizon ~ 10^-8/M Kelvin avec M en masse solaire quelque chose donc de l'ordre du cent millionième de Kelvin pour un trou noir stellaire et moins encore pour un trou noir galactique, donc non mesurable.

Toutefois la démonstration théorique de Hawking et Bekenstein faisant appel à une physique "semi classique" (Relativité Générale + Théorie quantique des champs) est considéré comme très profonde et suffisamment convaincante par la communauté scientifique ; elle fait consensus.

[f6bes]

Bonjour,

Je me demande, question de débutant, peut-on prouver que l'existence d'un trou noir est limitée?

Bjr àtoi,
On peut se poser la question (trou pas infini...en TANT QUE ..QUOI,) Tu parles de température ,dimension, etc.... ?
C'est QUOI une existence...limitée? (durée de vie ?)

Bonne soirée

[cancerman]

Non en fait c'est une question d'évaporation, en fait mais franchement ... quand tu vois les calculs , les grands trous stellaires seront la encore longtemps bien après la disparition de notre système solaire et de la fusion de notre galaxie à andromède, ils ne s'évaporent pas en un temps inférieur à l'age de l'univers.

L'avenir de l'univers c'est sa, un univers rempli de milliards de milliards d'étoiles mortes effondrées sur elle même s'évaporant trés lentement se fusionnant de parts et autres en de gigantesques trous noirs au fils du temps.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee6f0086a]

Non en fait c'est une question d'évaporation, en fait mais franchement ... quand tu vois les calculs , les grands trous stellaires seront la encore longtemps bien après la disparition de notre système solaire et de la fusion de notre galaxie à andromède, ils ne s'évaporent pas en un temps inférieur à l'age de l'univers.

L'avenir de l'univers c'est sa, un univers rempli de milliards de milliards d'étoiles mortes effondrées sur elle même s'évaporant trés lentement se fusionnant de parts et autres en de gigantesques trous noirs au fils du temps.

Si on pousse à l’extrême la fin de l’univers, celui-ci se résumerait-il à un seul et unique méga trou noir ? Peut être pas à cause de l’expansion, si l’expansion existe toujours…

[Gilgamesh]

Si on pousse à l’extrême la fin de l’univers, celui-ci se résumerait-il à un seul et unique méga trou noir ? Peut être pas à cause de l’expansion, si l’expansion existe toujours…

Non, dans le cadre d'une expansion drivée par une énergie sombre de densité constante, tous les superamas de galaxies constituent des îlots qui s'éloignent indéfiniment les uns des autres.

Au sein des galaxies, le trou noir central ne peut que grossir, car un système gravitationnellement lié est métastable, en Relativité Générale, du fait de l'émission d'onde gravitationnelle. Mais le processus est contrecarré par l'évaporation gravitationnelle des galaxies, c'est à dire l'éjection progressive des étoiles la constituant (sur une durée ~ 10¹⁹ années), suivie, sur des durée encore mille fois plus longue par l'annihilation de la matière noire (selon une hypothèse raisonnable formée sur le neutralino, constituant supposé de la matière noire) qui désagrège les galaxies.

[invite41fb143d]

Rebonjour,

Merci, cela m'éclaire un peu. Je me demandais aussi si l'univers pouvait ne devenir qu'un trou noir supermassif... Une autre question (ou plusieurs petites); Que devient la matière "absorbée" par le trou noir? Plus il en absorbe, plus l'attraction qu'il exerce est élevée? Quid de la matière noire?

[invite41fb143d]

Bonjour,
je veux dire limitée dans le temps (durée de vie). Ceci dit ça m'interesserait aussi de savoir si température et dimension sont aussi limitées?
Merci

[Deedee81]

Salut,

Merci, cela m'éclaire un peu. Je me demandais aussi si l'univers pouvait ne devenir qu'un trou noir supermassif... Une autre question (ou plusieurs petites); Que devient la matière "absorbée" par le trou noir? Plus il en absorbe, plus l'attraction qu'il exerce est élevée? Quid de la matière noire?

Tout est concentré, écrasé, écrabouillé en son centre. A un point tel.... qu'on ne sait pas quelle forme prend la matière dans un tel état !!!!!
Et évidemment il est assez difficile d'aller voir )

[cancerman]

D'ailleurs Deedee81 j'ai une question , tu pourras me donner ton avis, on parle beaucoup des fontaine blanches , que l'on observe pas dans l'univers observable , de la découle la logique -> les fontaines blanches n'existent pas car on n'en a jamais observé / donc les trous noirs ne transitent pas vers une autre partie de l'univers.

Si l'on applique cette théorie à l'évaporation des trous noirs, le fait étant que l'on n'observera jamais de notre vivant une fontaine blanche car la dilatation du temps s'applique également aux fontaines blanches.

théoriquement pour les lois de Hawkings , le temps total de l'évaporation devraient être similaire pour la "sortie" d'une fontaine blanche ? la relativité s'applique partout dans l'univers.

Les radiations de Hawkings s'appliquent pour l'horizon extérieur, mais pas pour l’intérieur du trou noir ou un phénomène inconnu ( s'il existe bien sur ) peut provoquer une fontaine blanche sur un temps x.

voila a+ mec

[Deedee81]

Salut,

Attention, je ne suis pas tout à fait sûr d'avoir compris ta question, mais une fontaine blanche n'est pas la fin d'un trou noir (la fin de son évaporation étant assez cataclysmique avec un violent flash gamma).
Une fontaine blanche est "l'inverse" d'un trou noir. A savoir que tout peut sortir de son horizon mais rien ne peut y entrer.

Techniquement, trouver les équations d'une fontaine blanche est fort simple. Il suffit de prendre un trou noir et d'effectuer le changement de variables t -> -t.
Ca revient donc à un renversement du temps.

Or, la thermodynamique des trous noirs montre que ce sont des objets d'entropie très élevée. Ce qui veut dire qu'une fontaine blanche serait un objet d'entropie extrêmement faible. Son apparition ne semble donc pas possible. Kip Thorn dit que les conditions de formation d'une fontaine blanche doivent être réglées tellement finement qu'il n'y a aucune chance d'en voir apparaitre une (je n'ai pas vérifié les calculs en question mais ça revient en effet à avoir une entropie quasi nulle).

Les trous noirs sont le royaume de l'irréversibilité, ils sont la manifestation la plus flagrante de la flèche du temps. Et ceci expliquerait tout simplement l'absence de fontaines blanches.

J'espère avoir répondu.

[invitedd63ac7a]

Toutefois la démonstration théorique de Hawking et Bekenstein faisant appel à une physique "semi classique" (Relativité Générale + Théorie quantique des champs) est considéré comme très profonde et suffisamment convaincante par la communauté scientifique ; elle fait consensus.

Tiens, il me semblait qu'actuellement on n'était toujours pas parvenu à valider expérimentalement une théorie qui couplait relativité générale (gravitation) avec la mécanique quantique. Les choses auraient-elles changées ?

[Deedee81]

Salut,

Tiens, il me semblait qu'actuellement on n'était toujours pas parvenu à valider expérimentalement une théorie qui couplait relativité générale (gravitation) avec la mécanique quantique. Les choses auraient-elles changées ?

Non.

Plusieurs choses :
- tout d'abord, dans l'approche semi-classique on utilise des théories expérimentalement bien validées, on ne fait que les utiliser ensemble, ce qui rend très plausibles les résultats théoriques.
- ensuite ces résultats sont en accord avec la thermodynamique des trous noirs, d'abord développée en physique classique par Bekenstein, ce qui est très convaincant
- enfin, la gravité quantique pure et dure, elle, doit ajouter des ingrédients. D'où de nombreuses théories différentes (boucles, cordes, twisteurs, superespaces, géométries non commutatives, triangulations causales, etc... etc... etc...). Et là, évidemment, sans expérience, impossible de savoir laquelle est bonne. notons que les cordes et les boucles redonnent aussi le résultat de Bekenstein-Hawking.

[maxwellien]

Bonjour

: la température effective de l'horizon d'un trou noir par rayonnement de Hawking est en T horizon ~ 10-8/M Kelvin

Il rayonne de l'nrj (apparemment issu de création de paire particule anti particule à proximité de l'horizon) alors qu'il absorbe toute forme d'nrj autour de lui?
De plus comment il peut devenir de plus en plus chaud par quel processus?
Merci d'avance.

[Gilgamesh]

Oui, pour le dire parallèlement à Deeddee mon message initiale ne doit pas créer de confusion à ce sujet : on utilise une théorie quantique des champs dans un cadre spatio temporel gouverné par la Relativité Générale (l'horizon du trou noir) mais il ne s'agit en aucun cas d'une théorie de gravité quantique, c'est à dire de la fusion des deux approches dans un cadre théorique unique.

[invitedd63ac7a]

On ne fait que juxtaposer relativité générale et théorie des champs sans chercher à unifier tout cela dans une même théorie encore à valider. j'ai compris, merci pour les explications.

[Deedee81]

Salut,

Il rayonne de l'nrj (apparemment issu de création de paire particule anti particule à proximité de l'horizon) alors qu'il absorbe toute forme d'nrj autour de lui?

S'il te plait, écrit "énergie". Les SMS c'est pas trop mon truc.

Attention, un trou noir "n'absorbe pas". Simplement :
- ce qui passe l'horizon c'est définitif
- la gravité est très forte près d'un trou noir

Mais tant que l'on n'a pas passé l'horizon, on peut toujours s'éloigner d'un trou noir. En particulier, un rayon lumineux émit près de l'horizon et dirigé vers l'extérieur var s'éloigner sans difficulté. Tout au plus va-t-il subit un très fort décalage vers le rouge (on en tient compte dans le calcul).

De plus comment il peut devenir de plus en plus chaud par quel processus?

Difficile de vulgariser ça.

Déjà, il faut savoir pourquoi un trou noir rayonne.

Une vulgarisation assez correcte (de toute façon, c'est un sujet horriblement difficile à vulgariser) :
http://www.astrosurf.com/luxorion/trounoir5.htm
Plus technique :
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89v...es_trous_noirs
Très techniques : voir ArxXiv ou les bouquins. Celui de Wald sur la thermodynamique est assez pénible à lire, par contre il approfondi bien ce sujet.

Ensuite, tout ce que je peux dire c'est que le calcul montre que par ce mécanisme le rayonnement est beaucoup plus fort lorsque le trou noir est plus petit = température plus élevée.
J'aurais bien du mal à expliquer pourquoi en langage de tous les jours.
(c'est-à-dire que je vois mal comment traduire les équations en langage de tous les jours, peut-être parce que je ne jongle pas assez avec ces équations)

[Gilgamesh]

Il rayonne de l'nrj (apparemment issu de création de paire particule anti particule à proximité de l'horizon) alors qu'il absorbe toute forme d'nrj autour de lui?

Oui. Il y a compétition entre les deux phénomènes.

Toutefois pour tous les trou noirs astrophysiquement réalistes (de 3+ à plusieurs milliards de masses solaires) le rayonnement de Hawking est parfaitement négligeable (la température d'horizon étant inférieur à la température de fond de l'univers, même parfaitement isolé un trou noir continuera de grossir, certes très peu, en absorbant le rayonnement fossile).

De plus comment il peut devenir de plus en plus chaud par quel processus?

Précisément par le processus de Hawking, qui peut s'apparenter à un genre de polarisation du vide par le champ de gravité.

edit: croisement avec DD (et même remarque sur le style SMS...)