probleme observation trou noir

[curieuxdetempsaautre]

bonjour
Quand le vaisseau atteint le rayon de Schwarzschild du trou noir, on a alors par définition v lib = c. Le facteur gamma tend alors vers l'infini! ("1/0" = infini) En d'autres termes, le ralentissement du temps est infini pour les astronautes qui regardent le vaisseau s'enfoncer dans le Trou Noir. Le vaisseau, bien qu'il continue en réalité de s'enfoncer dans le trou noir, leur paraîtra totalement immobile à la surface du Rayon de Schwarzschild.On pense que les quasars gagnent en puissance par l’accrétion de matière autour des trous noirs supermassifs qui se trouvent dans le noyau de ces galaxies, faisant des « versions lumineuses » de ces objets connus comme étant des galaxies actives. Aucun autre mécanisme ne parait capable d’expliquer l’immense énergie libérée et leur rapide variabilité. je me demande pourquoi nous sommes capables de voir cette lumière jaillir de quasars? cette lumière est loin du centre du trou noir et se situe au tour du Disque d'accrétion et ne pas encore piégé par le firewall du trou noir?? et que sont ses distances entre le Disque d'accrétion et le firewall? merci de vos reponses
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[Amanuensis]

Quand le vaisseau atteint le rayon de Schwarzschild du trou noir, on a alors par définition v lib = c. Le facteur gamma tend alors vers l'infini! ("1/0" = infini) En d'autres termes, le ralentissement du temps est infini pour les astronautes qui regardent le vaisseau s'enfoncer dans le Trou Noir.

Astronomes plutôt que astronautes?

(Si oui, demander la modif du message #1 à un modo et faire effacer ce message-ci.)

[curieuxdetempsaautre]

les astronautes qui regardent le vaisseau entrer dans le trou noir et les astronomes observent le jet lumineux du trou noir

[Amanuensis]

les astronautes qui regardent le vaisseau entrer dans le trou noir

Ils sont dans le vaisseau et il regardent le vaisseau "entrer dans le trou noir"? C'est ça qu'il faut comprendre?

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdetempsaautre]

non les astronautes dans un autre vaisseaux plus loin en dehors d'atraction gravitationel observent l'autre vaisseau s'enfoncer dans le trou noir

[pm42]

Ce qu'on voit, c'est les émissions provoquées par les collisions de particules du disque d'accrétion de trou noir, pas ce qui tombe dedans.
Si le trou noir est isolé, il n'émet rien.
S'il est entouré de matière, son champs gravitationnel la met en mouvement, l'échauffe et il y a bien une partie qui est absorbée mais le reste est éjecté, reste en orbite, etc...

[invite06459106]

Si le trou noir est isolé, il n'émet rien.

Et si on suit Hawking...pas de rayonnement?

[curieuxdetempsaautre]

quel est le rapport de force gravitationnel de surface du trou noir et le disque d’accrétion du même pour T??

[curieuxdetempsaautre]

quel temps aura le vaisseau au bord du disque par rapport au temps figée du vaisseau pénétrant le trou noir?

[pascelus]

Et si on suit Hawking...pas de rayonnement?

Il me semble que le rayonnement de Hawking n'est pas directement émis par le trou noir. Ce serait plutôt l'énergie gravitationnelle du trou noir qui, sur l'horizon, créerait des paires de particules/anti-particules que les forces de marée colossales parviendraient à séparer avant leur annihilation. L'une serait absorbée par le trou noir et l'autre parfois éjectée. S'il existe bien comme c'est probable, ce rayonnement doit être très faible et donc très difficile à observer.

[Amanuensis]

quel temps aura le vaisseau au bord du disque par rapport au temps figée du vaisseau pénétrant le trou noir?

Pour ce genre de question, il faut préciser le mouvement exact de l'observateur.

(Par ailleurs le temps n'est pas "figé" pour le vaisseau passant l'horizon. Pour les occupants du bord, tout est aussi normal que n'importe où règneraient des forces de marées de l'amplitude qu'ils subissent.)

[curieuxdetempsaautre]

disons que le vaisseau est presque a la limite du disque d’accrétion, donc les astronautes verront l'autre figée, et eux même seront au ralenti a cause de proximité ou pas et les jets d’énergie sont ralentis ou pas? je veux simplement savoir quel influence temporaire se situe dans la zone du disque d’accrétion?

[invite06459106]

Il me semble que le rayonnement de Hawking n'est pas directement émis par le trou noir.

Oui c'est abusif ce que j'ai dis, merci d'avoir rectifié (ces histoires d'énergies positives qui font perdre la masse au TN....mais qui ne viennent pas de l'horizon donc ni du TN....).

[invite06459106]

disons que le vaisseau est presque a la limite du disque d’accrétion, donc les astronautes verront l'autre figée, et eux même seront au ralenti a cause de proximité ou pas et les jets d’énergie sont ralentis ou pas? je veux simplement savoir quel influence temporaire se situe dans la zone du disque d’accrétion?

In situ, aucune influence, une horloge fonctionne de la même façon où qu'elle soit.

[curieuxdetempsaautre]

In situ, aucune influence, une horloge fonctionne de la même façon où qu'elle soit.

je trouve contradictoire que la matière est accéléré a presque vitesse lumière a cause du spin du trou noir et que le temps malgré la gravitation ne change pas d’après vos arguments. merci de vos reponses

[invite06459106]

La réponse a déjà été donné plus haut:

Par ailleurs le temps n'est pas "figé" pour le vaisseau passant l'horizon. Pour les occupants du bord, tout est aussi normal que n'importe où règneraient des forces de marées de l'amplitude qu'ils subissent.

Donc l'horloge du vaisseau n'est pas affectée et continue de fonctionner normalement.

[Mailou75]

Salut,

Il me semble que le rayonnement de Hawking n'est pas directement émis par le trou noir. Ce serait plutôt l'énergie gravitationnelle du trou noir qui, sur l'horizon, créerait des paires de particules/anti-particules que les forces de marée colossales parviendraient à séparer avant leur annihilation. L'une serait absorbée par le trou noir et l'autre parfois éjectée. S'il existe bien comme c'est probable, ce rayonnement doit être très faible et donc très difficile à observer.

Je crois qu'il y a deux choses a ne pas confondre :
- La premiere est celle que tu cites, creation de paires virtuelles sur l'horizon, dont l'anti tombe et s'annihilera avec un homologue dans le trou noir et fera diminuer la masse du TN. (a supposer qu'il existe un homologue, a supposer qu'il ne soit pas au centre ca fait loin..).
- La deuxieme est la température du TN donnée par Hawking, qui emmet donc des photons exclusivement, proportionnelle a la masse : un gros TN sera froid et s'evaporera lentement, un petit sera chaud et s'evaporera donc plus vite. Avec les forces de marée ca fait des plus petits les plus dangereux!
Enfin je crois qu'il faut faire la distinction, a confirmer...

La réponse a déjà été donné plus haut:
Donc l'horloge du vaisseau n'est pas affectée et continue de fonctionner normalement.

Ben pas tout a fait, la RG est relativiste mais pas relative
Oui le temps propre de chacun est invariant mais si le vaisseau decide au dernier moment avant l'horizon de faire demi tour, alors en revenant les occupants seront plus jeunes (paradoxe des jumeaux en RG, voir decalage des GPS) Donc j'aurais repondu oui, aux abords du trou noir le temps est reelement affecté mais encore une fois il y a deux choses a ne pas confondre :
- Si un vaisseau A est stationnaire pres du TN et qu'un autre vaisseau B (avec à bord des astronomes ) regarde la scène de loin, alors B verra A au ralenti, redshifté. Mais le temps de A va reellement battre au ralenti (relativement a un observateur eloigné)
- Si A avance dans le TN, son temps propre passera normalement pour lui comme toujours et il franchira l'horizon sans s'en rendre compte * (si c'est un gros TN, voir plus haut ) mais B qui l'observe le verra ralentir de plus en plus au fur et a mesure qu'il s'approche de l'horizon jusqu'a ne plus bouger. Ca c'est une autre consequence de la courbure de l'espace temps (champ gravitationnel) : si on jette un caillou en l'air sa vitesse va ralentir, il perd de l'energie (cinetique au profit de potentielle) et retombe. Le photon n'a pas le droit de ralentir le seul moyen pour perdre de l'energie est de diminuer sa frequence, il "se redshift". C'est ce second phenomene qui entre en jeu quand on dit que le vaisseau que le vaisseau A se fige sur l'horizon en étant reshifté. (a confirmer )
Ce que je concois moins bien c'est comment le film de la chute est "enregistré" pour etre repassé au ralenti.. parce dans ce qu'on lit B vois la chute en un temps infini ce qui veut dire qu'il recoit des photons indefiniment alors que A a depuis longtemps depassé l'horizon et donc cessé d'emettre, et la lumiere ne ralentis pas..? Ou bien c'est un effet Shapiro exacerbé ?

*pas tout a fait parce qu'en passant l'horizon, ce qui vu de loin est un cercle apparait comme une droite (la lumiere tourne en rond.. 1,5Rs?) et il est probable que ce qui est derriere se "referme". L'interieur devient l'exterieur.. du moins c'est ce que suggere le phenomene predit d'inversion des gyroscopes a l'interieur du TN.
Ceci pour soulever le probleme de l'horizon des evenements : l'horizon d'un TN issu de l'effondrement d'une etoile + supernova est il de meme nature que l'horizon cosmologique (c'est l'hypothese qui semble prise pour la densité critique). Il me semble que si on savait (mieux ?) definir la notion d'horizon beaucoup de problemes n'en seraient plus

Mailou

[invite06459106]

Ben pas tout a fait, la RG est relativiste mais pas relative

Je répondais à ça:

...que le temps malgré la gravitation ne change pas d’après vos arguments.

Sinon, tu dis ça:

Oui le temps propre de chacun est invariant

Et ça:

Donc j'aurais repondu oui, aux abords du trou noir le temps est reelement affecté

Ca va pas trop ensemble..non?

Surtout que ensuite tu mets:

Mais le temps de A va reellement battre au ralenti (relativement a un observateur eloigné)

Le temps indiqué par l'horloge du vaisseau fonctionne de la même façon, de 1 seconde par seconde.
Cette réponse est la seule correcte, et me semble répondre à l'interrogation de Curieuxdetempsàautre, du moins ce que j'en ai compris..."pourquoi le temps de l'horloge du vaisseau n'est pas impacté?", et pas de ce que perçoit un observateur extérieur...maintenant j'ai peux être mal compris sa question....

[pascelus]

...creation de paires virtuelles sur l'horizon, dont l'anti tombe et s'annihilera avec un homologue dans le trou noir et fera diminuer la masse du TN. (a supposer qu'il existe un homologue, a supposer qu'il ne soit pas au centre ca fait loin..).

A confirmer aussi mais je (Stephen Kawking plutôt) ne crois pas que ce soit l'annihilation de la particule qui plonge dans le trou noir avec une anti-particule déjà à l'intérieur qui produise cette "perte de masse", mais plutot la demi énergie gravitationnelle perdue par le trou noir au profit de la création de la paire. "Demi" si l'anti-particule a pu s'échapper...
Si une annihilation se produit sous l'horizon, quelle qu'elle soit, plus rien ne peut s'échapper et la masse se transforme en énergie, globalement donc aucun changement pour le TN ...

Et sinon, à l'intérieur du TN (au centre) y a t'il seulement des particules? Probablement pas... Ou alors pas telle que nous les connaissons...

...la température du TN donnée par Hawking, qui emmet donc des photons exclusivement, proportionnelle a la masse : un gros TN sera froid et s'evaporera lentement, un petit sera chaud et s'evaporera donc plus vite. Avec les forces de marée ca fait des plus petits les plus dangereux!

Sauf erreur, un trou noir ne peut s’évaporer que si la température extérieure est inférieure. Actuellement les trous noirs sont encore baignés par le rayonnement fossile dont la température est de 2,7 K, ce qui est beaucoup plus chaud que n'importe quel trou noir qu'il soit stellaire ou supermassif. En effet les plus massifs sont plus "froids" et les plus "légers" plus chauds, mais c'est TRES relatif! Un trou noir de masse comparable à celle de notre soleil fait environ 60x10^-9 K (-273.15° Celsius)! Il faudra encore des milliards de milliards d'années avant que le CMB ait suffisamment refroidi pour qu'un trou noir commence à s'évaporer et il n'y aura plus grand monde pour observer ce phénomène là... (à moins que ce soit un trou noir très petit, donc sans doute primordial, mais ont-ils pu s'évaporer plus vite que ce qu'ils ont grossi? Et à cet époque là de l'univers le CMB approchait les 3000K !...)

[curieuxdetempsaautre]

merci didier
je bien compris que le temps est gravement affecte a proximité du trou noir. donc je dirais que les jets des quasars mettront des milliard et milliard d’années a sortir avant que les astronomes pouvait voir. dans se cas les TN sont tous très vieilles et sont crées au tout début de notre univers? et cette histoire du redshift des photons sortant du TN m'intrigue

[curieuxdetempsaautre]

et merci mailout pour tes explications fantastiques.

[Amanuensis]

je bien compris que le temps est gravement affecte a proximité du trou noir.

À un certain sens, le "temps" n'est pas affecté du tout.

Et surtout toute "affectation" dépend du mouvement autant que de la "position".

Donc

donc je dirais que les jets des quasars mettront des milliard et milliard d’années a sortir avant que les astronomes pouvait voir. dans se cas les TN sont tous très vieilles et sont crées au tout début de notre univers? et cette histoire du redshift des photons sortant du TN m'intrigue

ne répond pas à la question du mouvement de l'observateur, question dont la réponse est nécessaire pour calculer le redshift (= "l'influence sur le temps") avec un autre observateur.

Par exemple, si le vaisseau observateur ("astronautes") est immobile dans les coordonnées de Schwarzschild, il subit une énorme accélération s'il cette position est proche de l'horizon.

[Mailou75]

Salut

et cette histoire du redshift des photons sortant du TN m'intrigue

C'est l'effet Einstein (un mec qui vend des Tshirt avec sa tronche où il tire la langue )
.....

Ca va pas trop ensemble..non?
Surtout que ensuite tu mets:
Mais le temps de A va reellement battre au ralenti (relativement a un observateur eloigné)

Il faut bien un referent pour comparer quelque chose. Chez Schwarchild c'est l'observateur a l'infini qui compte 1 quand tous les autres soumis au champ comptent 1-epsilon jusqu'a celui qui est sur l'horizon et qui compte ~0.

Et je me dis que c'est peut etre da la reponse a question du vaisseau qui se fige sur l'horizon : pour l'observateur a l'infini le vaisseau tombant dans le TN va avoir effectivement un temps ralenti et une vitesse effectivement ralentie ce qui va permettre d'envoyer logiquement des photons ~eternellement. Du point de vue de celui qui tombe dans le TN, il voit au contraire son environnement accelerer pendant la chute (les photons tombant sont blueshités) et il a l'impression de tomber de plus en plus vite. En fait il est simplement tombé dans le puits gravitationnel et son temps se voit allongé, c'est une deformation reelle. Cependant de son point de vue, toutes les proportions restant conservées localement, son temps propre bat uniformement.

Le temps indiqué par l'horloge du vaisseau fonctionne de la même façon, de 1 seconde par seconde.
Cette réponse est la seule correcte, et me semble répondre à l'interrogation de Curieuxdetempsàautre

En t'arretant là je ne suis pas sur
.....

A confirmer aussi mais je (Stephen Kawking plutôt) ne crois pas que ce soit l'annihilation de la particule qui plonge dans le trou noir avec une anti-particule déjà à l'intérieur qui produise cette "perte de masse", mais plutot la demi énergie gravitationnelle perdue par le trou noir au profit de la création de la paire. "Demi" si l'anti-particule a pu s'échapper...
Si une annihilation se produit sous l'horizon, quelle qu'elle soit, plus rien ne peut s'échapper et la masse se transforme en énergie, globalement donc aucun changement pour le TN ...

Ah selon toi le TN prete de l'energie pour la creation de la paire qu'il recupere lorsque la particule tombe et c'est l'anti particule qui est ejectée. Comme elle s'annihilera avec une particule de l'environnement le bilan ne sera pas nul, Tn:0 Env:-1 !
Ce n'est pas ce que j'ai compris, je crois que la paire est créée par le vide (Feynmann) et que si le phenomene se crée sur l'horizon alors il est possible que l'une tombe et l'autre s'echappe. Bilan nul Tn:-1 Env:+1. Jusqu'ici je pensais que le couple etait "androgyne" et que la differenciation avait lieu à la separation. De fait celle qui etait dehors etait la particule et celle qui tombait l'anti-particule pour s'annihiler et faire diminuer la masse du TN.
Mais je me demande si la diferencation est deja faite et si la particule ne pourrait pas tomber en faisant augmenter la masse du TN. Bilan Tn:+1 Env:-1 ?

Sauf erreur, un trou noir ne peut s’évaporer que si la température extérieure est inférieure. Actuellement les trous noirs sont encore baignés par le rayonnement fossile dont la température est de 2,7 K, ce qui est beaucoup plus chaud que n'importe quel trou noir qu'il soit stellaire ou supermassif. En effet les plus massifs sont plus "froids" et les plus "légers" plus chauds, mais c'est TRES relatif! Un trou noir de masse comparable à celle de notre soleil fait environ 60x10^-9 K (-273.15° Celsius)! Il faudra encore des milliards de milliards d'années avant que le CMB ait suffisamment refroidi pour qu'un trou noir commence à s'évaporer et il n'y aura plus grand monde pour observer ce phénomène là... (à moins que ce soit un trou noir très petit, donc sans doute primordial, mais ont-ils pu s'évaporer plus vite que ce qu'ils ont grossi? Et à cet époque là de l'univers le CMB approchait les 3000K !...)

Ah ok je n'avais pas l'ordre de grandeur, merci. Effectivement ca reste froid
Si on suit ton raisonnement il s'agit d'un "echange calorifique" avec l'environnement, le TN ne peut rechauffer qu'un environnement plus froid que lui. Peut on supposer que le phenomene inverse devrait se produire, cad que les 2,7K sont en train de rechauffer les TN. Or le trou noir (schwarzchild/hawking) est neutre et n'est defini que par sa masse. Sa temperature et son rayon dependent directement de sa masse. Et là quelle est la suite logique ?
1- Si le TN est rechauffé par son environnement c'est qu'il augmente son energie totale, donc sa masse puisque c'est le seul paramètre et donc il grossit.
2- Si le TN est rechauffé par son environnement alors sa temperature augmente, et comme la temperature est inversement proportionnelle a la masse alors c'est qu'il perd de la masse et sa taille diminue.

Il y a de l'etrange dans les deux cas, soit en rechauffant un TN on le refroidi, soit en le rechauffant on lui fait perdre de l'energie
.....

Par exemple, si le vaisseau observateur ("astronautes") est immobile dans les coordonnées de Schwarzschild, il subit une énorme accélération s'il cette position est proche de l'horizon.

Interessant, si l'acceleration influe sur l'ecoulement du temps tu peux reviser la RG

Mailou

[curieuxdetempsaautre]

bonsoir
je évoquer 2 observateurs , astronautes et astronomes

[curieuxdetempsaautre]

C'est l'effet Einstein (un mec qui vend des Tshirt avec sa tronche où il tire la langue )
a quel prix? je voulais dire que si le TN éjecte les photons en redshift en devrait réviser l'age forme et taille de notre univers

[Nicophil]

Bonjour,

pour l'observateur a l'infini, le vaisseau tombant dans le TN va avoir effectivement un temps ralenti

son temps se voit allongé, c'est une déformation réelle.

son temps propre bat uniformément.

Apprends à parler !
- un temps ralenti, c'est à gerber.
- pourquoi "se voit" et pas "est" [dilaté], puisque la déformation est réelle ?
- "uniformément" c'est pas le problème et le temps ne bat pas, c'est l'horloge qui bat.


Question :
Si le battement de l'horloge apparaît ralenti, est-ce parce que le temps est dilaté ou contracté ?

[Amanuensis]

le TN éjecte les photons en redshift

Cela n'a aucun sens physique.

Le redshift d'un photon dépend de l'observateur, de la particule qui va l'absorber, ce n'est pas un attribut du photon ni de son éjection.

[Amanuensis]

Interessant, si l'acceleration influe sur l'ecoulement du temps tu peux reviser la RG

Je ne parle pas d'écoulement du temps (source de confusion, s'il en est une en RG).

C'est l'effet Einstein

+ principe d'équivalence.

[pascelus]

Ah selon toi le TN prete de l'energie pour la creation de la paire qu'il recupere lorsque la particule tombe et c'est l'anti particule qui est ejectée. Comme elle s'annihilera avec une particule de l'environnement le bilan ne sera pas nul, Tn:0 Env:-1 !
Ce n'est pas ce que j'ai compris, je crois que la paire est créée par le vide (Feynmann) et que si le phenomene se crée sur l'horizon alors il est possible que l'une tombe et l'autre s'echappe. Bilan nul Tn:-1 Env:+1. Jusqu'ici je pensais que le couple etait "androgyne" et que la differenciation avait lieu à la separation. De fait celle qui etait dehors etait la particule et celle qui tombait l'anti-particule pour s'annihiler et faire diminuer la masse du TN.
Mais je me demande si la diferencation est deja faite et si la particule ne pourrait pas tomber en faisant augmenter la masse du TN. Bilan Tn:+1 Env:-1 ?

Je ne sais pas s'il s'agit de la particule ou l'anti-particule qui est capturée par le trou noir, mais cela ne doit pas changer grand chose. D'autant que toutes sortes de particules peuvent etre ainsi générées, y compris des photons qui sont eux meme leurs anti-particules. Et qu'une annihilation particule/anti-particule ne fait pas baisser la masse mais la transforme en énergie équivalente.

Ne pas oublier que la seule chose qui puisse s'extraire de l'horizon d'un trou noir c'est la gravitation. Partant de ce constat une perte de masse ne peut qu'etre issue de cette énergie gravitationnelle non récupérée...

Ah ok je n'avais pas l'ordre de grandeur, merci. Effectivement ca reste froid
Si on suit ton raisonnement il s'agit d'un "echange calorifique" avec l'environnement, le TN ne peut rechauffer qu'un environnement plus froid que lui. Peut on supposer que le phenomene inverse devrait se produire, cad que les 2,7K sont en train de rechauffer les TN. Or le trou noir (schwarzchild/hawking) est neutre et n'est defini que par sa masse. Sa temperature et son rayon dependent directement de sa masse.

Ne pas confondre la température de rayonnement de Hawking (https://fr.wikipedia.org/wiki/Temp%C...ure_de_Hawking) qui est toujours inférieure à quelques microkelvins, et la température du voisinage du trou noir (ergosphère) qui atteint 10000 milliards de degrés (http://www.sciencesetavenir.fr/espac...ou-noir_102035)...
Quant à la température sous l'horizon du trou noir, elle est inconnue, restera à jamais inaccessible à l'observation, et il ne peut pas y avoir d'échange vers l'extérieur.

[Amanuensis]

Je ne sais pas s'il s'agit de la particule ou l'anti-particule qui est capturée par le trou noir, mais cela ne doit pas changer grand chose.

Cela affecte le "rendement", déjà. Ensuite, pour qu'il y ait bilan net de décroissance de masse, faut que quelque chose déséquilibre en favorisant la capture d'anti-particules ou du rayonnement issu de l'annihilation. (Cela doit être le cas pour l'annihilation: côté TN le rayonnement reste sous l'horizon, côté extérieur, de l'ordre la moitié du rayonnement s'éloigne de d'horizon vers l'extérieur.)

Ne pas oublier que la seule chose qui puisse s'extraire de l'horizon d'un trou noir c'est la gravitation.

C'est plutôt à oublier car faux.