Orbiter autour d'un trou noir

[invite69406436]

Bonjour,

A quelle distance minimum peut-on tourner autour d'un trou noir sans y tomber? A quelle vitesse? Je suppose que cela dépend de sa masse et de sa taille qui sont par ailleurs peut-être liées?
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[Olivzzz]

Bonjour,

En mécanique céleste, un trou noir ou une étoile c'est du pareil au même, c'est un corps exerce une attraction sur les autres corps. Si on remplaçait notre soleil par un trou noir de même masse, on ne noterait pas de différence (sauf qu'il ferait nuit tout le temps ce qui est tout de même embêtant).

Les trous noirs, à la différence des autres corps, possèdent ce qu'on appelle un horizon des évenements : C'est une sphère théorique autour du trou noir, à une distance telle de son centre qu'à cet endroit, la vitesse d'éjection orbitale est égale à celle de la lumière. Autrement dit, une fois passé l'horizon des évenements, même la lumière n'est plus assez rapide pour en sortir. Si on se trouve maintenant à bord d'une navette orbitant autour du trou noir, la distance limite est bien entendu plus grande vu que la vitesse est moindre. On peut la calculer si on connait la masse du trou noir et la vitesse orbitale de la navette.

Cela n'a en revanche pas de lien avec la taille du trou noir, la taille n'entrant pas dans le calcul de la force d'attraction. La taille du trou noir peut par contre avoir une incidence sur les effets de marrée (force d'attraction différence entre les 2 bouts de la navette - voire des occupants - ce qui peut aller jusqu'à la/les disloquer) ressentis à une distance x du trou noir mais là ça devient complexe et je ne veux pas raconter de bêtises.

Bon dimanche!

[Gilgamesh]

Bonjour,

A quelle distance minimum peut-on tourner autour d'un trou noir sans y tomber? A quelle vitesse? Je suppose que cela dépend de sa masse et de sa taille qui sont par ailleurs peut-être liées?

En plus de l'horizon de rayon R, on peut définir une dernière orbite stable, de rayon 1,5 R pour un trou noir statique (TN de Schwarzschild). Si un objet passe en dessous de ce rayon, il tombe comme une pierre sur l'horizon et disparaît derrière. Si le trou noir est en rotation (TN de Kerr), il entraîne l'espace avec lui (effet Lens Thirring) et le rayon de la dernière orbite stable rétrécie jusqu'à se confondre avec l'horizon quand le trou noir atteint sa vitesse de rotation maximale.

[invite69406436]

Bonjour Gilgamesh (que veut dire Gilgamesh) tu as un savoir impressionnant es-tu astrophysicien de profession? Je suppose que la vitesse linéaire sur la dernière orbite stable doit être impressionnante.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Petit précision : la dernière orbite stable c'est 3R (en rayon de Schwwartzchild). 3/2R est la dernière orbite de photons, mais elle est instable.

En dessous, on a intérêt a disposer de grosses fusées pour rester stationnaire et surtout ne pas essayer de se mettre en orbite (la force centrifuge s'inverse !!!)

Notons aussi que la dernière orbite stable est beaucup plus proche du trou noir si celui-ci est en rotation (trou noir de Kerr) ce qui est vraisemblablement le cas des TN réels.

Je n'ai jamais calculé la vitesse sur la dernière orbite stable, mais sur la dernière orbite (instable) des photons la vitesse est 300000 km/s. Ca donne une idée !

[invite69406436]

Ah merci c'est très intéressant, je pensais utiliser un trou noir pour voyager dans le futur, mais il faut être assez près pour avoir un effet relativiste suffisant, alors 300 000 km/s cela va me coûter trop cher en carburant.

[Deedee81]

Ah merci c'est très intéressant, je pensais utiliser un trou noir pour voyager dans le futur, mais il faut être assez près pour avoir un effet relativiste suffisant, alors 300 000 km/s cela va me coûter trop cher en carburant.

Le problème en fait c'est les forces de marées. Si on s'approche d'un trou noir stellaire, les forces de marées sont telles que tout matériau serait déchiqueté.
C'est plus raisonnable pour un trou noir supermassif.

Il y a aussi le risque de passer l'horizon sans faire exprès (ça peut vite arriver car il n'y a aucune discontinuité au passage de l'horizon, quand on s'en rend compte c'est... trop tard).

Enfin, le rayonnement venant de l'extérieur subit un décalage vers le bleu très puissant. De quoi attraper un très violent coup de Soleil (avec un trou noir c'est un comble ).

[maxwellien]

Bonjour, de plus il y a des trajectoires liées ( grande précession autour du TN) et des diffuse où l'astre peut tourner autour mais s'en échapper à un moment