collision de trous noirs supermassifs ==> ondes gravitationnelles

[invite757adee6]

Bonjour, j'ai lu http://www.sciencesetavenir.fr/espac...ous-noirs.html, j'aimerais bien avoir une explication mathématique vulgarisée de cela.

Apparemment c'est une périodicité dans l'intensité du rayonnement X de ce quasar PKS_1302-102 qui permet de déduire qu'il y a deux trous noirs supermassifs en rotation l'un autour de l'autre, et la distance qui les sépare ?

Mais en quoi ces deux trous-noirs ne vont-ils pas converger lentement l'un vers l'autre jusqu'à fusionner ? Si on espère capter des ondes gravitationnelles lors de leur collision, c'est que quelque part ils vont se comporter plus ou moins comme deux objets solides qui dégagent de l'énergie au moment de leur collision ? Il y aura un instant précis "collision" ?

Et l'onde gravitationnelle qu'on pré-suppose observer (avec des interféromètres suffisamment grands/précis par rapport à l'intensité de l'onde gravitationnelle, comme VIRGO qui a d'ailleurs le même nom que la constellation où ce situe ce quasar ?) aura-t-elle la forme d'un Dirac se propageant en une onde sphérique (comme une sorte d'onde de choc gravitationnelle) ou pas du tout ?

Ou bien l'idée est-ce justement qu'on ne sait pas vraiment, et qu'on espère avec cet événement résoudre en partie le final parsec problem, en étudiant la forme de cette onde gravitationnelle ?

Merci.
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[invite757adee6]

Sur http://www.ligo.org/science/Publication-S6CBCHM/ ils expliquent que vers la toute fin, les deux trous noirs se rapprochant de plus en plus et en tournant de plus en plus vite l'un autour de l'autre émettent simplement une sorte de 'chirp' (une onde dont l'amplitude et la fréquence augmente de plus en plus) qui se termine par la fusion des trous noirs.

Mathématiquement, ça suggère une onde (1D pour simplifier) qui augmente en fréquence et en amplitude jusqu'à atteindre une fréquence qui tend vers l'infini quand tend vers , temps après lequel ils disent que les deux trous noirs auront fusionné, ne formant plus qu'un seul trou noir, émettant un champ gravitationnel constant (et donc plus d'ondes gravitationnelles).

Etant plus ou moins incapable pour le moment de vraiment comprendre les "Einstein field equations" je n'arrive pas à savoir si la fréquence des ondes gravitationnelles est conservée quand elles se propagent à très longue distance, ou bien s'il y a des effets de filtrage linéaire et non-linéaire des hautes fréquences et de déphasage qui feront qu'on ne captera de toute façon pas de "bang" (à l'instant juste avant ) mais un signal beaucoup plus lisse ? (https://fr.wikipedia.org/wiki/Imp%C3%A9dance_acoustique)

[Gilgamesh]

Mais en quoi ces deux trous-noirs ne vont-ils pas converger lentement l'un vers l'autre jusqu'à fusionner ? Si on espère capter des ondes gravitationnelles lors de leur collision, c'est que quelque part ils vont se comporter plus ou moins comme deux objets solides qui dégagent de l'énergie au moment de leur collision ? Il y aura un instant précis "collision" ?

Et l'onde gravitationnelle qu'on pré-suppose observer (avec des interféromètres suffisamment grands/précis par rapport à l'intensité de l'onde gravitationnelle, comme VIRGO qui a d'ailleurs le même nom que la constellation où ce situe ce quasar ?) aura-t-elle la forme d'un Dirac se propageant en une onde sphérique (comme une sorte d'onde de choc gravitationnelle) ou pas du tout ?

Ou bien l'idée est-ce justement qu'on ne sait pas vraiment, et qu'on espère avec cet événement résoudre en partie le final parsec problem, en étudiant la forme de cette onde gravitationnelle ?

Plus les trous noirs se rapprochent, plus l'émission d'OG s'intensifie, et donc plus ils perdent d'énergie et se rapprochent. Ce n'est pas un phénomène instantané, mais progressif, et qui s'accélère jusqu'au plongeon final, le signal attendu est donc assez "piqué" (en intensité comme en fréquence), sans qu'on puisse l'assimiler à un signal de Dirac toutefois. Au départ, c'est facilement calculable et ensuite (pb du "dernier parsec") l'intensité du phénomène le rend plus complexe à calculer, du fait de la non linéarité des équations ("la gravité gravite !"), et la forme du signal aussi par conséquent.

Voir la courbe calculée en milieu de page :
http://www.astro.cardiff.ac.uk/resea...holecollisions

Oui ici, sur une plus longue durée :
http://www.ligo.org/science/GW-Inspiral.php

La fréquence des OG est conservée sur le parcours, nonobstant le redshift cosmologique qui s'imprime là comme partout.

[invite757adee6]

merci.

La fréquence des OG est conservée sur le parcours, nonobstant le redshift cosmologique qui s'imprime là comme partout.

modulo à quel point les équations d'Einstein sont correctes, puisque pour le moment on n'a pas d'expérience pratique pour vérifier comment se comportent en réalité les OG ?


après, j'ai toujours du mal à trouver un cours qui explique mathématiquement/clairement tout cela, surtout l'équation d'Einstein :



je crois avoir compris que, le Metric tensor est l'objet mathématique qui encode la courbure de l'espace-temps à partir duquel on peut calculer des trajectoires relativistes, donc l'objet mathématique qui est la création géniale d'A.Einstein, que la mécanique Newtonienne c'est la matrice identité en tout point de l'espace-temps,
et que c'est dans le stress-energy tensor qu'on encode là où sont les masses, les planètes, les trous noirs, mais bon ensuite je suis un peu perdu avec comment penser et .

on doit pouvoir trouver quelque part une explication pour quelqu'un qui a un niveau licence de maths, d'abord en (une dimension de temps plus une dimension d'espace) de chaque terme ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite757adee6]

que la mécanique Newtonienne c'est la matrice identité en tout point de l'espace-temps,

je me réponds tout seul : la matrice identité mais avec des signes + et -, c'est l'histoire des métriques (+,+,+,-) ou (-,+,+,+), qui sont liés à l'idée d’intervalle d'espace-temps et de possibilité de causalité entre deux évènements. il y a aussi [URL="[url]http://forums.futura-sciences.com/debats-scientifiques/13508-fluctuations-signature-de-metrique-kms-mq-origine-de-l-espace-temps-bogdanov.html[/url]"]des signatures d'univers statiques (+,+,+,+) ou non causale (+,+,-,-).

https://fr.wikipedia.org/wiki/Vari%C...C3%A9rentielle
http://forums.futura-sciences.com/ph...-metrique.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Metric_signature
https://fr.wikipedia.org/wiki/Vari%C...9_lorentzienne
https://fr.wikipedia.org/wiki/Espace...de_la_physique
https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A...e_riemannienne

je crois que tout cela est un prérequis pour essayer de comprendre l'équation d'Einstein.