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masse d'un trou noir



  1. #1
    kree

    Bonjour,

    En lisant le forum un petit probleme m'est apparu.
    Bien que ne sachant rien au dela de l'horizon d'un trou noir, nous pouvons quand meme legerement extrapoler sur ce que nous savons de l'exterieur : la densite augmente ansi que la temperature dans des proportions tres importantes.
    Il y aurait donc une part non negligeable de matiere qui se transformerait en energie, d'ou ma conclusion et mon probleme, la masse du trou noir diminuerait.
    J'ai plusieurs hypotheses:
    _ la masse du trou noir effectivement diminue et donc il est ammene a disparaitre
    _ l'energie participe avec la masse a la deformation de l'espace-temps
    _ etant donne les effets relativistes, le temps s'ecoule si lentement que la perte de masse est largement compense par l'attration de nouvelles masses.

    Ou alors je me plante completement dans l'ennoce du probleme

    -----

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  3. #2
    astropierre

    Citation Envoyé par kree
    En lisant le forum un petit probleme m'est apparu.
    Bien que ne sachant rien au dela de l'horizon d'un trou noir, nous pouvons quand meme legerement extrapoler sur ce que nous savons de l'exterieur : la densite augmente ansi que la temperature dans des proportions tres importantes.
    Justement, en ce qui concerne les trous noir, l'extrapolation n'est pas de mise. Contrairement à ce que tu sembles supposer, on ne peut même pas extrapoler ce qui se trouve, même juste sous la limite de l'horizon (à condition, en plus, que ça ait un sens, ce qui est loin d'être démontré...

    Il y aurait donc une part non negligeable de matiere qui se transformerait en energie, d'ou ma conclusion et mon probleme, la masse du trou noir diminuerait.
    euuuuh, hypothèse tout à fait personnelle, mais non fondée, si je ne m'abuse...

    J'ai plusieurs hypotheses:
    _ la masse du trou noir effectivement diminue et donc il est ammene a disparaitre
    _ l'energie participe avec la masse a la deformation de l'espace-temps
    _ etant donne les effets relativistes, le temps s'ecoule si lentement que la perte de masse est largement compense par l'attration de nouvelles masses.

    Ou alors je me plante completement dans l'ennoce du probleme

    1) Il semblerait qu'effectivement, la masse du trou noir puisse diminuer au fil du temps... pas pour les raisons que tu cites, mais à cause de certaines propriétés quantiques de l'espace microscopique... Cela reste encore une jeune théorie... il reste du travail là-dessus...

    2) Les conclusions de la Relativité Générale nous disent qu'effectivement, l'énergie participe, comme la masse (qui sont en fait deux visions différentes d'une seule et même chose...), participent à la déformation de l'espace-temps (et inversement)

    3) le temps ne s'écoule lentement que par rapport à un observateur extérieur, qui ne subit pas les mêmes effets relativistes dûs à la gravité du trou noir... Il n'y a pas forcément compensation... dans ce domaine, on trouvera autant des trous noirs isolés dans l'espace que des trous noirs en système binaire, par exemple qui, dans certaines conditions, peuvent déformer leur compagnon et bénéficier, là, d'un apport de masse non négligeable...


    Astropierre

  4. #3
    kree

    Merci pour ta reponse qui m'eclaire vraiment.
    J'ai en effet entendu parler de la theorie d'hawkins sur l'evaporation des trous noirs, si quelqu'un avait un site l'expliquant en francais ca serais genial.

    Les conclusions de la Relativité Générale nous disent qu'effectivement, l'énergie participe, comme la masse (qui sont en fait deux visions différentes d'une seule et même chose...), participent à la déformation de l'espace-temps (et inversement)
    Juste une derniere question, si l'on envoyeais deux faiseaux laser de longeurs d'ondes differentes au ras d'une masse, subiraient-ils la meme deviation ou alors y aurait-il une legere difference du a leurs energies differentes. Ou alors les photons messagers de la force electomagnetique n'ont rien a voir avec la gravitation.

  5. #4
    DonPanic

    Slu
    Il y aurait donc une part non negligeable de matiere qui se transformerait en energie, d'ou ma conclusion et mon probleme, la masse du trou noir diminuerait.
    Si c'est par delà l'horizon du TN, ta conclusion devrait être que du fait de l'équivalence masse-énergie, la masse de diminuerait pas.

    Evaporation de TN

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    astropierre

    Citation Envoyé par kree
    Merci pour ta reponse qui m'eclaire vraiment.
    J'ai en effet entendu parler de la theorie d'hawkins sur l'evaporation des trous noirs, si quelqu'un avait un site l'expliquant en francais ca serais genial.

    Juste une derniere question, si l'on envoyeais deux faiseaux laser de longeurs d'ondes differentes au ras d'une masse, subiraient-ils la meme deviation ou alors y aurait-il une legere difference du a leurs energies differentes. Ou alors les photons messagers de la force electomagnetique n'ont rien a voir avec la gravitation.
    un article bien ficelé de ciel et espace :
    http://www.cieletespace.fr/cat/trous..._disparus.html


    et pour essayer de répondre à ta 2eme question,

    Classiquement, l'angle de déviation du photon ne dépend pas son l'énergie mais uniquement de la masse de l'astre déflecteur...

    Selon la Relativité générale, je ne crois pas que l'angle de déviation dépende non plus de la fréquence du photon, mais je préfère demander confirmation aux autres personnes de ce forum...


    Astropierre

  8. #6
    kree

    Merci pour cet article, qui malheureusement confirme bien ce que j'avais compris.
    Je reflechie actuellement sur un probleme qui m'a amene a me pencher sur l'energie negative et les masses negative (inutile de crier ca n'existe pas, on pourra en reparler dans un autre post si vous le voulez bien).
    Si, comme nous l'as demonter Einstein, la masse courbe l'espace-temps, une masse negative le courberai aussi mais dans "le sens " oppose et donc au niveau de la paire de particule d'hawkins, seule la particule de masse positive serais attiree et la particule de masse negative serais repoussee.
    Donc je ne comprends toujours pas comment un trou noir peut s'evaporer.

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  10. #7
    astropierre

    Citation Envoyé par kree
    Merci pour cet article, qui malheureusement confirme bien ce que j'avais compris.
    Je reflechie actuellement sur un probleme qui m'a amene a me pencher sur l'energie negative et les masses negative (inutile de crier ca n'existe pas, on pourra en reparler dans un autre post si vous le voulez bien).
    Si, comme nous l'as demonter Einstein, la masse courbe l'espace-temps, une masse negative le courberai aussi mais dans "le sens " oppose et donc au niveau de la paire de particule d'hawkins, seule la particule de masse positive serais attiree et la particule de masse negative serais repoussee.
    Donc je ne comprends toujours pas comment un trou noir peut s'evaporer.
    ???
    oulah... Je crois qu'il y a un gros malentendu, là... Personne dans cet article n'a jamais parlé de masse négative!
    Juste d'antiparticules... Mais une antiparticule a une masse POSITIVE, comme une particule. Par contre, sa charge électrique, par exemple, et certaines autres de ses propritétés peuvent êtres changées par rapport à une particule. Mais en aucun cas sa masse.

    eh oui...


    Pierre

  11. #8
    kree

    Bon soit j'ai rien compris, soit y'a effectivement un malentendu.

    extrait de l'article de ciel et espace:
    Or, d’après Hawking, la particule d’énergie négative tombe dans le trou noir, tandis que celle d’énergie positive s’en échappe.

    Les conclusions de la Relativité Générale nous disent qu'effectivement, l'énergie participe, comme la masse (qui sont en fait deux visions différentes d'une seule et même chose...), participent à la déformation de l'espace-temps (et inversement)
    D'ou ma conclusion, energie negative dit masse negative ou plus exactement courbure de l'espace-temps de signe oppose.
    Mais je sais bien que des qu'on rentre dans la relativite, le bon sens deviens lui aussi tres relatif

  12. #9
    invite158967239

    Qui peut m'expliquer la phrase :
    Or, d’après Hawking, la particule d’énergie négative tombe dans le trou noir, tandis que celle d’énergie positive s’en échappe. C’est comme si le trou noir avait perdu de la masse et émis une lumière.
    A+
    Pierre

  13. #10
    DonPanic

    Slu
    Rayonnement de Hawking d'un trou noir:
    une paire "particule" et "anti-particule"est créée, et tandis que l'anti-particule est attirée et annihilée dans le trou noir, la particule s'échappe. Le trou noir a perdu de la masse.

  14. #11
    invite158967239

    Merci de t'etre payé ma tete, mais pourquoi l'un est attiré, pas l'autre?
    Pierre

  15. #12
    astropierre

    Citation Envoyé par pierreM
    Merci de t'etre payé ma tete, mais pourquoi l'un est attiré, pas l'autre?
    Pierre
    tout d'abord, je ne pense pas que DonPanic soit du genre à se payer la tête des personnes qui viennent ici poser des questions... nous sommes tous ici pour discuter sans agressivité des sujets qui nous intérressent...
    Enfin, ce sera à lui de confirmer mes dires, s'il le veut...

    deuxiemement, il se trouve que cette "préférence" qu'a le trou noir pour les antiparticules plutôt que les particules est une conséquence dirrecte, semble-t'il, des calculs qu'a fait Hawking sur ce sujet... Je doute que qui que ce soit ici puisse t'en faire la lecture... :?


    Amicalement

    Pierre

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  17. #13
    invite78632345678

    Salut!!

    deuxiemement, il se trouve que cette "préférence" qu'a le trou noir pour les antiparticules plutôt que les particules est une conséquence dirrecte, semble-t'il, des calculs qu'a fait Hawking sur ce sujet... Je doute que qui que ce soit ici puisse t'en faire la lecture... :?
    AH BON

    Où as-tu vus cela ?
    Même si je ne sais pas lire tous les calculs d'Hawking, ce que tu dis me paraît faux! Le trou noir n'a aucune préférence pour les antiparticules! Il est tout à fait possible que le trou noir absorbe la particule et rejette l'antiparticule. Les calculs d'Hawking n'ont pas prouvé cela!

    Regarde à "l'évaporation", 1er paragraphe :

    C'est ici que ça se passe!

    Dans cet exemple, il est cité le cas où c'est l'antiparticule qui met les voiles!



    Et si il en a que ça intéresse, il y a, à la fin de l'article un résumé sur l'explosion finale d'un trou noir.

    Voilà,
    @+! :P

  18. #14
    astropierre

    toujours sur le meme site de ciel et espace :

    Or, à proximité d’un trou noir, l’espace-temps est très déformé. La gravité aussi. Du coup, la paire particule-antiparticule se trouve soumise à un effet de marée (Zoom) qui la dissocie sans qu’elles puissent s’annihiler. Or, d’après Hawking, la particule d'énergie négative tombe dans le trou noir, tandis que celle d’énergie positive s’en échappe. C’est comme si le trou noir avait perdu de la masse et émis une particule

    ... et ça n'est, de loin, pas le seul endroit où j'ai lu ça...



    Pierre

  19. #15
    invite78632345678

    Salut!!

    Peut-être qu'il y a une erreur dans certain lien...

    Ceci dit, je te crois , mais les endroit où tu as lu que c'est toujours l'antiparticule qui se fait absorber, n'expliquent pas pourquoi ?

    Voilà,
    @+! :P

    Clémenton qui devient accro!!!

  20. #16
    astropierre

    je te l'accorde volontier ...
    :P

    @+


    Pierre

  21. #17
    DonPanic

    Slu
    Citation Envoyé par astropierre
    je ne pense pas que DonPanic soit du genre à se payer la tête des personnes qui viennent ici poser des questions... nous sommes tous ici pour discuter sans agressivité des sujets qui nous intérressent...
    Enfin, ce sera à lui de confirmer mes dires, s'il le veut...
    Il m'arrive d'être dur ou ironique lors de discussions polémiques, au point de me faire taper sur les doigts par les modérateurs, sans toute fois avoir jamais insulté directement les contradicteurs, mais normalement, je réponds aux questions dont je possède la réponse que j'ai bien comprise et non acquise de manière livresque, sinon, je pose des liens qui aiguillent les personnes sur les sites où ils auront une réponse meilleure que celle que je saurais leur donner, ce qui semble être apprécié de la plupart, ainsi que des modérateurs.

  22. #18
    DonPanic

    Slu
    mais les endroit où tu as lu que c'est toujours l'antiparticule qui se fait absorber, n'expliquent pas pourquoi ?
    Et si grossomodo, le TN se comportait comme un champ attractif pour les antiparticules et répulsif des particules ?

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  24. #19
    invite158967239

    DonPanic : pas de panique, ca m'arrive aussi
    A+
    Pierre

  25. #20
    astropierre

    Et si grossomodo, le TN se comportait comme un champ attractif pour les antiparticules et répulsif des particules ?

    Le trou noir attire toute particule matérielle, comme le sont A LA FOIS les particules et les antiparticules...

    Je crois que c'est beaucoup beaucoup plus compliqué, et pas forcément très intuitif...


    Pierre[/b]

  26. #21
    Hugo

    Bonsoir,

    Je me réveille un peu tard, mais je voudrais poser une question.

    Pourquoi est ce qu'une antiparticule ferait perdre de la masse au trou noir ?

    On ne sait pas (et pour cause) ce qu'il y a dans le trou noir, mais on est pas sur qu'il y ait des particules !!! (entre le centre et l'horizon, il n'y aurait que du vide)

    Et même en admettant que l'antiparticule s'anihile avec une particule, il en résulte une énergie qui ne pourra de toute facon pas s'évader du trou noir.

    Je n'ai cependant pas compris l'explication de l'évaporation des trous noirs. Le seul point que j'ai cru saisir, c'est que la formation d'une paire de particule/antiparticule dans le vide serait une sorte de fluctuation d'énergie du vide. Si cela se passe près de l'horizon et qu'une particule s'échappe et l'autre se pert dans le TN, celui ci sera le créditeur de l'énergie emprunté, donc perdre de l'énergie (masse)

    Tous ca pour dire que il n'y a peut être pas d'importance a ce que se soit la particule ou l'antiparticule qui tombe ....

    @+

  27. #22
    Bouli

    De ce que j'ai compris tu as raison, il se crée dans le vide une paire de particules/antiparticules virtuelles qui devraient s'annihiler mais comme l'une d'elle est engloutie par le trou noir, l'autre est paumée et se balade jusqu'a rencontrer une particule (ou antiparticule) pour s'annihiler et créer 2 photons. Il me semble qu'un photon avec un certain angle peut sortir du champ gravitationnel du TN et donc faire perdre de l'énergie au TN donc de la masse.

    Mais j'ai pas bien saisi pourquoi plus un trou noir est massif plus il est froid. Lorsqu'un objet s'approche d'un trou noir il est attiré et n'a quasiment aucune chance de s'en sortir, et en s'approchant sa température augmente (émission de rayons X ou gamma). Sa température devrait donc augmenter en s'approchant non ?
    Ou alors c'est la relativité qui joue et qui en ralentissant le temps (pour un observateur extérieur) ralentit les particules et donc diminue leur température ?

  28. #23
    Rincevent

    pour ce qui est de la perte de masse, on ne peut pas vraiment l'expliquer sans entrer dans un bon gros paquet d'equations quantiques (en espace-temps courbe pour rendre le truc plus amusant ). Mais grossierement le principe est le suivant: une paire de particules/antiparticules virtuelles se forme grace aux fluctuations quantiques du vide pres de l'horizon du trou noir (mais a l'exterieur de celui-ci).

    Or, les particules virtuelles sont des particules un peu "bizarres" car elles ont par exemple la propriete de pouvoir avoir une energie negative (en temps normal, on ne peut pas les observer directement car la duree des fluctuations quantiques qui leur donnent naissance est tres courte, cf Heisenberg). Pour le rayonnement d'Hawking, une des facons de voir ce qui se passe, c'est de dire qu'il y a "juste" plus de particules d'energie negative qui tombent dans le trou noir que de particules d'energie positive. Or, l'energie c'est la masse. Si le tou noir gagne une masse additionnelle negative, sa masse totale decroit.

    pour ce qui est de la temperature, il faut bien voir que ce n'est pas la temperature d'un objet qui tombe dans le trou noir qui indique la temperature du trou noir. L'entropie d'un trou noir est en effet proportionnelle a la surface de son horizon (carree de sa masse donc) quant a sa temperature, on montre qu'elle est liee a l'intensite de la force de gravitation sur l'horizon. On peut par ailleurs montrer que l'on arrive a la formule:

    energie des photons emis = kT = hbar c / (4 pi rs)

    ou k est la constante de Boltzmann, hbar est celle de Planck divisee par (deux fois pi), c la vitesse de la lumiere et rs le rayon de Schwarzschild (proportionnel a la masse). On obtient donc un truc inversement proportionnel a la masse, ce qui se comprend tres bien si on regarde (il suffit de le faire en theorie newtonienne) l'acceleration gravitationnelle a la surface d'un astre de masse M et rayon R. On a en effet une formule du genre:

    a = M G/ R<sup>2</sup>

    or, pour un trou noir, M et R sont proportionnels: plus un trou noir est massif, plus la gravite a la surface (et donc la temperature) est faible. Une consequence astrophysique souvent citee est qu'un objet pas trop gros (genre un vaisseau spatial) qui passerait l'horizon d'un trou noir supermassif (galactique) pourrait ne meme pas le remarquer...

  29. #24
    astropierre

    Clair et précis... Merci, Rincevent


    Pierre

  30. Publicité
  31. #25
    guilau900

    Re : masse d'un trou noir

    Bonjours a vous tous,
    j'ai une difficulté dans le calcule de la la masse et le moment cinétique du trou noir de Kerr, quelqu'un pourrai t-il m'aider avec des références pouvant m'aider dans ce sens.
    merci

  32. #26
    invite06459106

    Re : masse d'un trou noir

    Bonjour,
    Tu va faire des up de tous les fils concernant la masse d'un TN??
    Je t'ai mis un lien ici:
    http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5189270

    Sinon, tu peux aussi chercher par toi-même...en moins de 2mn tu trouvera de quoi te satisfaire...
    Cordialement,

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