trous noirs

[invite9bc09ac8]

en parlant des trous noirs je me sens moi meme dans un trou noir ,je n'ai toujours pas compris le vrai sens de la relativité générale d'einstein c'est assez difficile d'imaginer et de commprendre ce que ca veut dire surtout les"puits gravitationnels"

1ère question : On dit que tout objet massif courbe l’espace en son voisinage , pour imaginer ceci , on représente l’espace par un drap étendu sur lequel on a posé des boules de billard (les astres) ces boules le creusent localement mais en fait ce drap représente l’espace (3 dimensions).mais là on a dit sur le drap donc c’est le drap qui est déformé ou courbé donc
« l’extrémité de l’univers » non ? et puis autre chose un trou noir on peut l’imaginer comme étant un trou dans le drap à cause d’une boule de billard trop lourde , donc un trou noir c’est du vide donc y aura pas d’astre super -massif et donc pas de champ gravitationnel non ? (je dis tout le contraire ) .en fait cette histoire de drap je l’ai pas bien comprise , il représente quoi au juste ?

2ème question ourquoi le temps ralenti jusqu’à s’arrêter à l’entrée d’un trou noir ? et puis pourquoi la lumière aussi est aspirée par le champ gravitationnel ? la lumière ce n’est pas une matière elle n’a donc pas de poids alors pourquoi est elle attirée ?

PS :j’ai beau essayé de comprendre avec des dictionnaires de vulgarisation mais en vain.
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[Bip]

Vous connaissez l'expression vitesse de libération pour les fusées. Et bien depuis la surface d'une étoile très dense la vitesse de libération est proche de celle de la lumière. Si l'étoile se contracte encore un peu, la vitesse de libération dépasse celle de la lumière. Autrement dit, rien, ni fusée ni lumière ne peut quitter le sol sans retomber peu après.

Inversement un objet très éloigné du trou noir est attiré lentement puis de plus en plus vite, et dans les derniers mètres atteint quasiment la vitesse de la lumière : Vous savez qu'il ne peut aller plus vite. Il est alors sur l'Horizon du trou noir. L'effet Doppler(variation des signaux émis) sur l'image de cet objet est maximal donc il apparait comme figé : son temps semble suspendu.
La Relativité restreinte dit aussi qu'un objet qui approche la vitesse c semble tout plat. Pour nous qui ne tombons pas dans le trou noir les objets qui y tombent semblent s'accumuler contre l'Horizon. On ne les voit jamais atteindre l'intérieur : Autant dire que l'intérieur n'existe pas, c'est comme un trou dans notre univers.

[invitefc60305c]

en fait cette histoire de drap je l’ai pas bien comprise , il représente quoi au juste ?

la lumière ce n’est pas une matière elle n’a donc pas de poids alors pourquoi est elle attirée ?

1) Le drap symbolise l'espace-temps, et la bille que l'on met dessus, un corps de forte densité comme une étoile.

2) La lumière suit des lignes droites que l'on nomme "géodésiques", lorsqu'il y a courbure de l'espace-temps, les géodésiques sont aussi courbés et la lumière empreinte ces voies.
Donc dans le cas d'un trou noir qui déchire le drap, les géodésiques s'enfoncent dans cette déchirure, ce trou (noir hihi) et la lumière en fait de même.

[inviteb6e32320]

en fait ce drap représente l’espace (3 dimensions).

4 Dimensions, dont 3 Spaciales et Une temporele

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9bc09ac8]

Vous connaissez l'expression vitesse de libération .

liberation de la lumière ?

Inversement un objet très éloigné du trou noir est attiré lentement puis de plus en plus vite, et dans les derniers mètres atteint quasiment la vitesse de la lumière .

c'est impossible non? puisqu'il lui faut une énergie infinie

[BioBen]

liberation de la lumière ?

non, de n'importe quel objet
C'est v_lib=racine{2GM/r}, tu vois donc qu'elle ne dépend que de la masse M de la planète et du rayon r de celle ci (G étant une constante).

Pour qu'un objet puisse échapper à l'attraction gravitationnelle d'un corps, il faut que que sa vitesse soit inferieure à la vitesse de libération.
Tu veux qu'il peut y avoir des configurations pour lesquelles la vitesse de libération est la vitesse de la lumière : quand ca arrive, c'est que l'objet que tu considère est un trou noir, car meme les photons sont pas assez rapides pour en sortir

c'est impossible non?

Bah non c'est possible, il a bien dit "quasiment la vitese de la lumire". Tant que c'est quasiment, Einstein dort tranquille.

[Bip]

En faisant le rapprochement avec la vitesse de libération j'ai bien écrit pour les fusées. Si la fusée n'atteint pas les 28000 km/h elle retombe, même si elle était montée haut. Si elle les dépasse c'est la satellisation, ou elle quitte vraiment la Terre si sa vitesse est supérieure à 28000. Pour la lumière qui sort d'une étoile dense cette vitesse-seuil est énormément plus élevée. Et si l'étoile est encore plus dense, la vitesse-seuil est supérieure à celle de la lumière, ce qui veut dire que le rayon lumineux se courbe et retombe.

Pour la vitesse de plongée dans le trou noir, mes descriptions par la Relativité restreinte sont très approximatives : La vitesse de la lumière serait (vu par nous) "atteinte" au bout d'un temps infini, mais justement, le temps de l'objet qui plonge est de plus en plus ralenti et il se voit, lui, traverser l'Horizon en un clin d'oeil.
Les bonnes explications se font par les équations de la Relativité générale, le second et plus grand effort d'Einstein. Passez donc un doctorat de Physique et dans 10 ans c'est vous qui nous expliquerez ça avec toute la précision souhaitable

A+

[Bip]

Je tape trop lentement, alors j'ai été devancé par la réponse de BioBen.

Salut à tous.

[inviteca0aee8d]

et puis pourquoi la lumière aussi est aspirée par le champ gravitationnel ? la lumière ce n’est pas une matière elle n’a donc pas de poids alors pourquoi est elle attirée ?

le principe d'équivalence explique pourquoi la lumière se courbe aux alentours d'un corps massif

imagine un gars dans un ascenseur, il a aucun moyen de savoir si il est en mouvement vers le haut ou si il est dans un champ gravitationnelle ( ceci peut etre bizarre a comprendre mais c'est rigoureusement vrai !) donc imaginons qu'il soit sur terre , dans son ascenseur, il croit que son ascenseur monte vers le haut ( en verité il est a l'arret et c'est la gravitation qui lui force a croire cela. Maintenant un laser traverse la cage d'ascenseur à l'instant T1 il entre dans la cage et t2 le rayon sort entre ces deux instants la cage a monté et donc pour le gars qui monte avec l'ascenseur, le rayon lumineux sera courbe.

voila un petit lien vers mon site ou j'essay d'expliquer tous cela :http://thesingularity.free.fr/viewforum.php?f=1

[invite9bc09ac8]

merci paradox pour l'explication je comprends plus clairement maintenant , donc la lumiére décrit une courbe si elle se trouve dans un champ gravitationel
mais en présence d'une matière non? parcequ'elle est déviée par une matière suivant l'exp du laser
ps :sympa ton forum

[inviteaeeb6d8b]

La lumière suit des lignes droites que l'on nomme "géodésiques"

Une géodésique est le chemin le plus court d'un point à un autre sur une sphère. Il y avait peut-être une confusion...

[invitefc60305c]

Je crois que c'est parce qu'au début Einstein faisait tout son bazar en géométrie euclidienne pour ensuite changer en géométrie riemannienne.
Et moi pour imager la chose, je prend un espace euclidien (drap...)...

[invite52c52005]

donc la lumiére décrit une courbe si elle se trouve dans un champ gravitationel
mais en présence d'une matière non?

Oui, la matière a une masse qui courbe l'espace-temps et la lumière suit donc cette courbure. Le champ gravitationnel est la courbure de l'espace-temps.
Mais loin de toute masse, la lumière se déplace en ligne droite, car rien ne vient courber l'espace-temps à cet endroit.

[Garion]

Oui, la matière a une masse qui courbe l'espace-temps et la lumière suit donc cette courbure. Le champ gravitationnel est la courbure de l'espace-temps.
Mais loin de toute masse, la lumière se déplace en ligne droite, car rien ne vient courber l'espace-temps à cet endroit.

D'un autre coté, la portée de la gravitation est infinie, du coup, elle ne peut jamais aller vraiment en ligne droite.

[invite52c52005]

Oui, mais elle décroit vite (en 1/r²), donc son effet est extremement faible loin (loin est bien sûr fonction de la masse qui crée le champ gravitationnel) de la masse qu'on peut considérer qu'il est nul.
La trajectoire de la lumière pourra être largement assimilée à une ligne droite.

Ce ne sera sans doute pas la droite au sens mathématique, puisque, comme tu dis, il reste une influence du champ gravitationnel aussi minime soit elle.

Tout de même, j'aimerai bien connaitre la valeur de la déviation d'un rayon lumineux en fonction de la distance (en se plaçant loin) et de la masse.

[Garion]

Ce n'est pas si faible que ça, regarde le grand attracteur qui attire notre galaxie alors qu'il se situerai à 150 millions d'année lumière de nous, soit pas moins de 1% de l'univers observable.
L'homogénéité de l'univers fait croire que cela n'a pas beaucoup d'influence, mais si on supprimait toute la masse qui se situe d'un coté, on se jeterai à grande vitesse de l'autre coté.

[Pio2001]

la lumière ce n’est pas une matière elle n’a donc pas de poids alors pourquoi est elle attirée ?

Elle n'a pas de masse, mais elle a une énergie. Or en relativité, la masse et l'énergie, c'est comme l'espace et le temps... c'est un peu la même chose.

la vitesse de libération dépasse celle de la lumière. Autrement dit, rien, ni fusée ni lumière ne peut quitter le sol sans retomber peu après.

Je dirais même plus, rien ne peut se diriger vers le haut !
Le rayon lumineux qui s'élève, se courbe, et retombe, ne peut le faire qu'à l'extérieur du trou noir, là où la vitesse de libération est inférieure à celle de la lumière.
Si la vitesse de libération dépasse celle de la lumière, tous les rayons lumineux sans exception se propagent vers le bas.

[Pio2001]

Je crois que je viens de dire une bétise. A la réflexion, il me semble que s'élever et retomber est une trajectoire impossible pour un rayon lumineux.
Si la vitesse de libération est inférieure à celle de la lumière, tout rayon dirigé vers le haut s'échappe.
Si elle est supérieure ou égale, aucun rayon ne peut se diriger vers le haut.

[Gilgamesh]

Salut,

Elle n'a pas de masse, mais elle a une énergie. Or en relativité, la masse et l'énergie, c'est comme l'espace et le temps... c'est un peu la même chose.

Je formulerais ça plutôt en disant que ce sont des réalités distinctes mais inséparables.

Les natures distinctes des deux notions : Masse / Energie ou Temps / Espace sont conservées, n'embrouillons pas les esprits. Si ça s'exprime avec des unités différentes c'est pas pour des prunes. Seulement leur quantités sont reliées par des invariants.

Un peu comme sinus et cosinus qui représentent des réalités rigoureusement distinctes, n'empiètant pas l'une sur l'autre, mais dont les grandeurs sont indefectiblement reliées à l'unité par la relation de Pythagore cos²+sin²=1.


a+

[Pio2001]

Mais est-ce que l'énergie est soumise à la gravitation ? Est-ce qu'elle déforme l'espace-temps ?

[invite8c514936]

L'énergie n'est pas une substance, et la question "est-elle soumise à la gravitation ?" est assez ambigue. Que voux-tu dire par là ? "soumise" en quel sens ?

Sinon, oui la présence d'énergie déforme l'espace-temps.

[Pio2001]

Eh bien les photons, de masse nulle et d'énergie E qui passent au voisinage du soleil sont déviés. Est-ce qu'ils "chutent" vers le centre du soleil à la même vitesse que les corps massifs (tous les corps massifs chutent à la même vitesse) ?

A des vitesses non relativistes, un mobile en mouvement horizontal, d'énergie cinétique E verra-t-il le même champ gravitationnel dans son référenciel que s'il était immobile par rapport au champ de pesanteur, mais de masse m + E/c2 ?

Un mobile massif passant à proximité d'un faisceau lumineux extrêmement intense sera-t-il dévié vers le centre de ce faisceau, comme si celui-ci était de masse linéique (E par mètre)/c2 et exerçait une attraction newtonienne sur lui ?

[invitefc60305c]

Il chute à leur vitesse habituelle, c'est-à-dire c = 300 000 km/s.

[invite8c514936]

Eh bien les photons, de masse nulle et d'énergie E qui passent au voisinage du soleil sont déviés. Est-ce qu'ils "chutent" vers le centre du soleil à la même vitesse que les corps massifs (tous les corps massifs chutent à la même vitesse) ?

Attention, la vitesse des corps en chute libre n'est pas une constante, il vaut mieux dire "tous les corps massifs chutent avec la même accélération)

Sinon oui les photons sont déviés par le champ gravitationnel du Soleil (mais ils ne chutent pas à 300 000 km/s, car ce qu'on appelle vitesse de chute c'est la composante de la vitesse dirigée vers l'objet massif, pas la vitesse totale), c'est la relativité générale qui prédit le phénomène de manière quantitativement correcte et ça a été vérifié expérimentalement à de nombreuses reprises. C'est même à la base d'une technique d'observation appelée "lentilles gravitationnelles".

[invite8d401cff]

Salut,
j'ai un peu de mal à suivre mais j'essaye quand même ...

[Gilgamesh]

Un mobile massif passant à proximité d'un faisceau lumineux extrêmement intense sera-t-il dévié vers le centre de ce faisceau, comme si celui-ci était de masse linéique (E par mètre)/c2 et exerçait une attraction newtonienne sur lui ?

Je complete : ça aussi c'est correct.

L'idée de la RG c'est que la courbure est proportionnelle au contenu énergétique de l'espace, et ce dernier inclu le rayonnement.

Maintenant, il faut bien voir qu'une densité de rayonnement capable d'engendrer une courbure sensible se matérialiserait instantanément en gerbe de particules-antiparticules qui a leur tour se désintegreraient pour former un cône de photon et la focalisation serait vite perdue.

a+

[Pio2001]

Merci de vos réponses

[invite9bc09ac8]

alors si j'ai bien compris,un trou noir c'est en quelques
sortes une grande réserve d'énergie et de matière,
il ne risque pas un jour d'exploser? est ce que son volume
augmente avec le temps?et puis la lumière elle devient quoi une fois qu'elle est prisonière du trou ?

[inviteca0aee8d]

tien il y avait une vidéo sur ce qu'il y a dans un trou noir
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbi...heq/global.htm

c'est la dernière vidéo

mais je ne pense pas qu'un trou noir puisse exploser car sa vitesse de libération est supérieur a celle de la lumière mais à l'intérieur on ne sait pas trop ce qui ce passe il n'y a plus d'espace temps , de temps , d'espace donc il est difficile de prédire ce qui se passe a l'intérieur

[DonPanic]

alors si j'ai bien compris,un trou noir c'est en quelques
sortes une grande réserve d'énergie et de matière,

Niet, c'est le résidu de matière qui a paumé un maximum de son énergie, si tu pouvais extraire un chouia de la matière d'un TN, ce serait forcément un truc très froid

il ne risque pas un jour d'exploser?

Pas demain la veille

est ce que son volume augmente avec le temps?
et puis la lumière elle devient quoi une fois qu'elle est prisonière du trou ?

On ne sait même pas vraiment si dimensions et temps y ont encore un sens