Les astres contiennent autant de charges négatives que positives !?

[invitea57ab084]

Bonjour à tous,

dans "Dernières Nouvelles du cosmos", Hubert Reeves déclare:

"Les astres sont neutres. Ils contiennent autant de charges négatives que de charges positives. Comment le savons-nous?
Si tel n'était pas le cas, l'univers présenterait des paysages bien différents. Une charge électrique supplémentaire, même minuscule, suffirait par répulsion, à faire exploser une étoile. La force de gravité serait incapable d'assurer la cohésion des astres. En fait des galaxies chargée électriquement n'auraient jamais pu se former ! Le nombre d'électrons doit être très exactement le même que le nombre de protons."

Par quel mécanisme?

Merci
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[Gilgamesh]

La force électromagnétique est extraordinairement puissante, comparée à la gravité. La moindre différence de potentiel (ddp) fait naître des courants puissants, cad des déplacement de charges qui vont avoir rapidement pour effet d’annuler la ddp source, si elle n'est pas constamment entretenue, ce qui nécessite de l'énergie. Et de fait, il existe de nombreux courants dans l'univers : très localement, l'atmosphère forme un vaste condensateur avec des "claquages" fréquents (la foudre). A une échelle planétaire, tu vas avoir les aurore boréales. A l'échelle stellaire, tu as de très puissants courants avec des reconnexion de ligne de champs qui libère des énergie conséquente (même si négligeable par rapport à la puissance radiative globale de l'étoile). A l'échelle galactique tu as également des déplacements de charge qui engendrent un faible champ magnétique.

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec Gilgamesh

Bienvenue sur Futura.

La force électromagnétique (ici plus précisément électrostatique) est une des plus puissantes (la seule à être plus fort est la force nucléaire et celle-ci a une portée extrêmement limitée, de l'ordre de la taille d'un proton).

Le moindre déséquilibre un tant soi peu important dans un astre provoquerait une telle attraction des charges (de signes opposés) que celles-ci seraient vites attirées et le déséquilibre corrigé. On verrait des arcs électriques surpuissant se produire entre l'astre et les corps voisins.

Ceci dit, il y a probablement quand même un déséquilibre, mais infime.

Et oui, si un astre avait un excès de charges de même signe important, la répulsion électrostatique surpuissante provoquerait facilement un éclatement de l'astre.

Pour une raison semblable, la quantité de charges dans l'univers est bien équilibrée (et sûrement parfaitement équilibrée). C'est certainement lié à l'origine de la matière pendant les premiers instants. Mais on n'a pas de certitude. On observe par contre un déséquilibre matière - antimatière (au départ un milliard de particules antimatière pour un milliard + 1 particules de matière, le tout s'est annihilé, donnant la quantité de photons observées, en particulier à travers la nucléosynthèse primordiale, le petit résidu de 1 particule étant la matière actuellement visible).
J'ai toujours eut dans l'esprit que c'était lié aux symétrie (la symétrie U(1) liée à la charge est parfaitement respectée, tandis que la symétrie T, liée à l'antimatière, est violée. Ce n'est pas un ingrédient suffisant, mais ça interpelle quand même).

[invitea57ab084]

Salut, et merci pour la rapidité des réponses.

les réponses de Gilgamesh et Deedee81 s'accordent sur le fait que des déplacements de charges vont annuler la ddp source, ce qui parait plausible.
Mais ce qui est en contradiction avec H Reeves, qui parle d'"une charge supplémentaire [qui] suffirait à faire exploser une étoile".

Deedee81 reprend cette idée d'explosion, modulée par "un excès de charges de même signe IMPORTANT", au lieu "d'UNE charge".

Dans ce cas, en considérant un "astre" comme un ensemble de particules massives de charges neutres, liées par la gravitation, et de "charges supplémentaires" massives, quel mécanisme, basé sur la différence d'intensité des forces électromagnétiques et gravitationnelles, peut-on envisager?

Les charges vont-elles se repousser en entrainant dans leur sillage les particules neutres par attraction gravitationnelles?
Mais ces particules neutres resteraient soumises à l'attraction gravitationnelle des autres particules, plus nombreuses, qui vont opposer une résistance à cet entrainement.
La validité d'une tel scénario reposerait sur la question de la quantité minimale nécessaire de charges supplémentaires capable d' initier l'explosion d'un astre.
On s'attendrait à ce que les particules chargées soient expulsées de l'astre, en n'exerçant qu'un effet limité sur les particules de l'astre.

Dans le cadre d'une seule charge, elle n'aurait pas d'influence électrostatique sur les particules non-chargés de l'astre.

Quid d'un astre composé de particules chargées en équilibre?

Interprété de manière stricte, Hubert Reeves décrit un procédé de destruction d'une étoile, en l'arrosant d'électrons !! Pourquoi aucun auteur de SF n'a développé ce scénario (à ma connaissance)?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite51d17075]

Interprété de manière stricte, Hubert Reeves décrit un procédé de destruction d'une étoile, en l'arrosant d'électrons !! Pourquoi aucun auteur de SF n'a développé ce scénario (à ma connaissance)?

Je suis sur que ça doit bien exister qcq part dans la littérature SF.
D'ailleurs , on ne connaît pas la nature des rayons destructeurs de "l étoile de la mort" de Star Wars!

[Deedee81]

Salut,

les réponses de Gilgamesh et Deedee81 s'accordent sur le fait que des déplacements de charges vont annuler la ddp source, ce qui parait plausible.
Mais ce qui est en contradiction avec H Reeves, qui parle d'"une charge supplémentaire [qui] suffirait à faire exploser une étoile".
Deedee81 reprend cette idée d'explosion, modulée par "un excès de charges de même signe IMPORTANT", au lieu "d'UNE charge".

Je n'ai pas lu le texte de Reeves, mais je subodore qu'il parlait d'une charge en plus. La goutte qui fait déborder le vase quoi

Dans ce cas, en considérant un "astre" comme un ensemble de particules massives de charges neutres, liées par la gravitation, et de "charges supplémentaires" massives, quel mécanisme, basé sur la différence d'intensité des forces électromagnétiques et gravitationnelles, peut-on envisager?

Excuse-moi, je n'ai pas bien compris la question. Tu veux savoir pourquoi la différence d'intensité est si grande ? C'est ça ?
En fait, y a un mystère là derrière : https://fr.wikipedia.org/wiki/Probl%...i%C3%A9rarchie

Dans la suite tu sembles parler du processus d'explosion. Ma foi, ça doit pas être simple à décrire. Ca dépend sans doute de pas mal de paramètres.

[Deedee81]

D'ailleurs , on ne connaît pas la nature des rayons destructeurs de "l étoile de la mort" de Star Wars!

Et pas seulement. C'est rare qu'on décrive ça. Je regarde Enterprise et des ennemis de la Terre ont conçu une arme qui émet un rayon hyper destructeur... de nature "quelconque".

Et même quand on le décrit on dit juste que c'est un faisceau de tritons (*) ou de maxitons ou du genre.
Ou alors on dit "un faisceau d'énergie" (ah oui, ça, c'est pas un faisceau de 0 MW, évidemment, risquent pas de se tromper).
Voire "un rayon réfrigérant" (exemple dans Flash).
On appelle cela des licences artistiques

(*) Merci aux Experts Las Vegas où on voit une illuminée avec un chapeau en aluminium dire :
"dans l'univers il y a les photons, les électrons, les tritons"
Ca m'a bien fait rire

[Gilgamesh]

Salut, et merci pour la rapidité des réponses.

les réponses de Gilgamesh et Deedee81 s'accordent sur le fait que des déplacements de charges vont annuler la ddp source, ce qui parait plausible.
Mais ce qui est en contradiction avec H Reeves, qui parle d'"une charge supplémentaire [qui] suffirait à faire exploser une étoile".

Deedee81 reprend cette idée d'explosion, modulée par "un excès de charges de même signe IMPORTANT", au lieu "d'UNE charge".

Dans le propos d'Hubert Reeves il n'est certainement pas question d'une charge élémentaire supplémentaire (1,6.10^-19 Coulomb). Je pense qu'il souligne juste que l'excès de charge supplémentaire est faible eut égard à la force intrinsèque de l'interaction électromagnétique.

Dans ce cas, en considérant un "astre" comme un ensemble de particules massives de charges neutres, liées par la gravitation, et de "charges supplémentaires" massives, quel mécanisme, basé sur la différence d'intensité des forces électromagnétiques et gravitationnelles, peut-on envisager?

Les charges vont-elles se repousser en entrainant dans leur sillage les particules neutres par attraction gravitationnelles?
Mais ces particules neutres resteraient soumises à l'attraction gravitationnelle des autres particules, plus nombreuses, qui vont opposer une résistance à cet entrainement.
La validité d'une tel scénario reposerait sur la question de la quantité minimale nécessaire de charges supplémentaires capable d' initier l'explosion d'un astre.
On s'attendrait à ce que les particules chargées soient expulsées de l'astre, en n'exerçant qu'un effet limité sur les particules de l'astre.

Dans le cadre d'une seule charge, elle n'aurait pas d'influence électrostatique sur les particules non-chargés de l'astre.

Quid d'un astre composé de particules chargées en équilibre?

Interprété de manière stricte, Hubert Reeves décrit un procédé de destruction d'une étoile, en l'arrosant d'électrons !! Pourquoi aucun auteur de SF n'a développé ce scénario (à ma connaissance)?

Le soucis pour te répondre est que le problème est "non physique" au sens où il n'existe pas de situation astrophysique réaliste dans laquelle une étoile aurait accumulé assez de charge pour éclater. Ça va forcément se traduire bien avant par des courants, et c'est ce genre de phénomène qu'il est intéressant d'analyser.

Il existe en effet des cas envisageable de courants extrêmes dans l'univers, prédit par certaines modélisations en physique stellaire. Le plus extrême étant possiblement la formation de magnétar.

http://users.monash.edu.au/~dprice/research/nsmag/

[papy-alain]

Je ne comprends pas les propos de Reeves. Au départ, une étoile se forme à partir d'atomes électriquement neutres et contient donc autant de protons que de neutrons. Je ne vois pas que apport extérieur pourrait induire une différence de potentiel ???

[Gilgamesh]

Je ne comprends pas les propos de Reeves. Au départ, une étoile se forme à partir d'atomes électriquement neutres et contient donc autant de protons que de neutrons. Je ne vois pas que apport extérieur pourrait induire une différence de potentiel ???

Nan mais c'est juste une image qui emploit pour signifier le fait que la matière est forcément électriquement neutre, sinon ça ne passerait pas inaperçu.

[Deedee81]

Salut,

Je ne vois pas que apport extérieur pourrait induire une différence de potentiel ???

C'est dû au frère du démon de Maxwell, il ne laisse passer que les charges négatives.

[invite6486d7bd]

Nan mais c'est juste une image qu'il emploi pour signifier le fait que la matière est forcément électriquement neutre, sinon ça ne passerait pas inaperçu.

C'est un fait intéressant en tous cas.
Le constat de cet "équilibre" général (si on fait abstraction des irrégularités locales) ne permet-il pas de supposer que la force électrostatique serait liée à une force nucléaire ?

[invite51d17075]

C'est un fait intéressant en tous cas.
Le constat de cet "équilibre" général (si on fait abstraction des irrégularités locales) ne permet-il pas de supposer que la force électrostatique serait liée à une force nucléaire ?

bjr,
je suppose que tu veux dire électromagnétique.
sinon pour ce qui concerne les unifications.
il faut d'abord distinguer les forces nucléaires dites faible et forte.
la réunification théorique de l'électromagnétisme avec la force nucléaire faible porte le nom d'"électrofaible"
pour l'instant , on en est là.
même si le modèle actuel suppose une unification des trois au début de l'histoire de l'univers.
par ailleurs , tout cela n'a rien à voir avec la force gravitationnelle qui a un rôle prépondérant dans la stabilité des astres.

[Deedee81]

Salut,

Le constat de cet "équilibre" général (si on fait abstraction des irrégularités locales) ne permet-il pas de supposer que la force électrostatique serait liée à une force nucléaire ?

Pas à première vue. A moins que tu n'aies quelque chose de précis en tête ? L'histoire lié au confinement ? (rien n'empêche d'avoir des objets chargés électriquement, tandis qu'avec la force nucléaire, un objet coloré est impossible. Donc on ne peut pas vraiment comparer amha).

Et pour compléter ce que disait anset, des tentatives ont eut lieu pour unifier la force électrofaible et la chromodynamique quantique. C'est d'autant plus tentant que :
- ça marche extraordinairement bien pour les interactions EM et faibles
- Le formalisme est identique (lagrangien avec symétries U(1)xSU(2) v.s. SU(3), quantification,...)

Les théoriciens ont donc essayé tous les groupes possibles dont dériveraient U(1)xSU(2) et SU(3) : SU(5), E(8), etc.... Tout y est passé.
Mais malheureusement, ça ne marche pas. A chaque fois, la théorie prédit des particules qui devraient être observées et qui ne le sont pas (et pas question d'invoquer une éventuelle brisure de symétrie comme avec la supersymétrie).

Je trouve ça assez mystérieux : pourquoi ça marche si bien dans un cas et pas dans l'autre ???
Voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Grande_unification
Beaucoup plus complet (comme d'hab) en anglais.

[invite6486d7bd]

bjr,
je suppose que tu veux dire électromagnétique.

Non, du tout.
Pour ce qui est du fait (l'équilibre), je pensais exclusivement à la charge, même s'il est vrai qu'on regroupe le magnétisme avec l’électrostatique depuis bien longtemps et que nous appelons ceci l'électromagnétisme (la lumière).

Il y a une certaine logique derrière ça (pour moi en tous cas), le magnétisme est un phénomène omniprésent (il me semble) dans l'espace et la lumière ne peut pas équilibrer à grande échelle les écarts "magnétiques" (pas assez rapide).
Donc s'il y a électronégativité, à grande échelle, c'est que la charge est en relation directe avec le noyau.
Je raisonne peut-être mal (d'autant que je connais peu de choses sur le sujet), mais j'ai du mal à comprendre la chose autrement.

[saint.112]

Il me semble qu'il faut distinguer deux cas de figures, pas forcément incompatibles :

1. Il y aurait une DDP à l'intérieur de l'astre, auquel cas il y aurait rapidement claquage comme dans les nuages terrestres avec la foudre, à moins que ce soit entretenu. Mais par quel mécanisme ?
2. Il y aurait dans l'astre un excès ou un déficit d'électron auquel cas il y aurait une DDP entre l'astre et son environnement. Ça correspond au fil que j'ai créé La charge électrique des trous noirs.

Corrigez-moi si je me trompe :
Si j'ai bien compris cette dernière hypothèses est purement théorique mais très peu probable.
Ceci dit, sauf erreur, dans une étoile, vu les conditions de température et de pression, les atomes sont ionisés. Comme dans l'astre il y a globalement les nombres correspondants d'électrons et d'atomes ayant perdu tout ou partie desdits électrons, la charge est globalement neutre. Faites diminuer la température et la pression et le tout se recombine rapidement.
Le vent solaire est composé de ces mêmes particules ionisées, électrons et protons, qui ne se recombinent pas toutes car elles sont trop dispersées. Donc le vent solaire est globalement neutre aussi. Idem pour le rayonnement cosmique.
Les nuages interstellaires peuvent être aussi partiellement ou totalement ionisés par le rayonnement cosmique mais selon les mêmes conditions.
C'est ce que j'ai retenu. Erre-je ?

Nico

[invite51d17075]

Donc s'il y a électronégativité, à grande échelle, c'est que la charge est en relation directe avec le noyau.
.

donc, tu parles bien d'électricité statique.
je cite wiki par fainéantise :
Il est question d'électricité statique lorsqu'il n'y a pas de circulation des charges électriques. Expérimentalement, cela est généralement obtenu en utilisant des matériaux dans lesquels les charges sont « piégées », des matériaux isolants comme le plastique, le verre, le papier… qui résistent à la circulation des charges^[a].
A partir du moment ou il y a circulation, il y a décharge électromagnétique ( on ne peut ici séparer les deux ) (*)
Et dans le sujet de ce fil, je vois mal ou les charges (+ ou - ) pourraient être stockées.

(*) les aurores boréales par exemple sont bien le fait de champs électromagnétiques, et non un phénomène de décharge électrique seule venant d'une DDP électrique à l'image des vieux tee shirt en nylon dont on s'amusaient à faire des mini-éclairs.

[invitea57ab084]

Bonjour,

Deedee81 écrit "Et oui, si un astre avait un excès de charges de même signe important, la répulsion électrostatique surpuissante provoquerait facilement un éclatement de l'astre."

Ma question est: comment cet éclatement aurait lieu ? Quelle force, contraire à la gravitation, entrainerait en mouvement les particules de l'astre ?

[Gilgamesh]

Bonjour,

Deedee81 écrit "Et oui, si un astre avait un excès de charges de même signe important, la répulsion électrostatique surpuissante provoquerait facilement un éclatement de l'astre."

Ma question est: comment cet éclatement aurait lieu ? Quelle force, contraire à la gravitation, entrainerait en mouvement les particules de l'astre ?

La répulsion électrostatique, comme le mentionne DD.
Ce serait une force semblable en nature à celle qui fait se repousser les polarités identiques de deux aimants.

[invitea57ab084]

la répulsion électromagnétique entre particules non-chargées ?

[Deedee81]

si un astre avait un excès de charges

la répulsion électromagnétique entre particules non-chargées ?

Non, chargées, comme dans ton message précédent.

Si tu parles de l'entrainement des particules non chargées, c'est simplement les forces de viscosités ou du style.
Mais comme cela a été dit plus haut, déterminer comme ça se passerait en pratique est très complexe et dépend de nombreux paramètres.

[invite6486d7bd]

Donc s'il y a électronégativité, à grande échelle, c'est que la charge est en relation directe avec le noyau.

Argh !! Grosse c@""!! (en dehors du fait que c'est peut-être aussi à la base une erreur) du correcteur orthographique, je voulais écrire : "Donc, s'il y a électro-neutralité, à grande échelle, c'est que la charge est en relation directe avec le noyau".

A partir du moment ou il y a circulation, il y a décharge électromagnétique ( on ne peut ici séparer les deux ) (*)
Et dans le sujet de ce fil, je vois mal ou les charges (+ ou - ) pourraient être stockées.

Je ne sais pas, peut-être faut-il distinguer le problème du déficits de charge, "les trous" dans les matériaux, et le fait que le neutron... soit neutre.

[Deedee81]

Salut,

Argh !! Grosse c@""!! (en dehors du fait que c'est peut-être aussi à la base une erreur) du correcteur orthographique, je voulais écrire : "Donc, s'il y a électro-neutralité, à grande échelle, c'est que la charge est en relation directe avec le noyau".

Je ne vais pas corriger, il y a eut trop de réponse

Mais là oui, tu as raison. Ce n'est pas lié au forces nucléaires mais simplement au fait que la charge du proton est égale à la charge de l'électron (au signe près). D'ailleurs les propriétés chimiques (dans le sens "élément chimique") sont données par le nombre de protons (qui donne le potentiel électrostatique dans lequel baigne les électrons) et non le nombre d'électron qui est automatiquement identique aux protons, sauf ionisation.

A noter aussi que la quantification de la charge n'est pas encore bien comprise (la seule explication que je connaisse est à travers les théories avec dimensions enroulées : Kaluza-Klein, cordes,...)

[invitea57ab084]

Merci à tous ceux qui ont bien voulu passer un peu de temps à répondre à ma question.

A bientôt