Bonjour à tous,
Une question toute bête d'un néophyte (donc si possible pas de réponses trop ardues)
On dit rien ne peut s'échapper d'un trou noir. Alors comment les ondes gravitationnelles peuvent-elles s'en échapper pour que l'on puisse les détecter ?
Merci beaucoup
salut DDVD69, les OG ne s'échappent pas, elles sont produites par l'objet hyper massif fusionnant avec un autre, comme des ondes qui se propagent sur l'étang en cercles concentriques autour de la pierre qu'on y a jeté.
Sur le sujet : https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6168163
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Analogie (avec les limites qui vont avec) : deux balles en caoutchouc sur l'eau, et mouvement et se rapprochant (imaginons les reliées par un élastique). Cela provoque des vagues concentriques mais elles ne viennent pas de l'intérieur des balles.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ce qui ne s’échappe pas d’un TN ce sontOn s’est longtemps demandé, pour expliquer que la gravitation agisse à distance, s’il n’y avait pas une particule qui fasse médium. On a cherché le graviton.
- Les particules massives, donc de matière, électrons, protons, etc.
- Les particules sans masse comme les photons.
En fait il n’y a pas de transport d’un objet quelconque. Le gravitation est la déformation de la structure de l’espace par la présence des objets massifs. Ça explique qu’un TN, du point de vue de la gravitation, se comporte comme n’importe objet massif : seule sa masse compte.
Nico
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
De toute façon, qu'on parle de gravitons ou d'espace-temps déformé, dans tous les cas c'est à l'extérieur du trou noir que tout se passe.Envoyé par saint.112
Et si le champ gravitationnel extérieur correspond "mystérieusement" au contenu du trou noir, c'est juste parce que c'est le champ gravitationnel est celui de l'étoile qui s'est effondrée juste avant formation de l'horizon (on parle de champ gravitationnel) gelé.
Et il est "mis à jours" chaque fois qu'un truc tombe dedans, ou lors d'une fusion avec émission d'OG
Dernière modification par Deedee81 ; 23/11/2018 à 10h51.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour à tous.
Cette interprétation m'a toujours semblé bizarre. Cette vision des choses peut être valable pour un observateur distant, mais pas pour un observateur en chute libre qui traverse l'horizon. Car dans ce cas, après avoir traversé le "champ gravitationnel gelé" il devrait être freiné et remonter vers l'horizon, ce qui est impossible.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Je n'ai pas dit qu'une fois l'horizon franchi il n'y avait plus de champ gravitationnel. Mais sous l'horizon, c'est encore plus bizarre et difficile de trouver une analogie ou image simple : en particulier l'intérieur est forcément dynamique (on ne peut pas rester stationnaire et la chute est inéluctable), "comme si" l'espace-temps était lui-même en chute libre (affirmation imagée à prendre avec un grain de sel de la taille d'un iceberg). Pour des trous noirs en rotation, on a un truc un peu semblable à l'extérieur: l'espace-temps / le champ gravitationnel / est en rotation et dans la zone appelée ergosphère on est entrainé de manière inéluctable. Il me semble qu'il y a eut une discussion sur ce sujet il y a peu.
EDIT : en outre, oui, l'image du "gelé" est une vue extérieur et c'est suffisant puisque par exemple les OG sont vues de l'extérieur. Enfin, bon, ça reste une image hein.
(et d'ailleurs il y a souvent plusieurs images possibles et j'ai constaté que celles que je préfère ne sont pas toujours celles que les autres préfèrent !!!! Difficile d'avoir un point de vue consensuel quand on en reste au niveau vulgarisé).
Dernière modification par Deedee81 ; 23/11/2018 à 14h39.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui, d'accord, mais la courbure de l'espace-temps est tout de même bien générée par la masse se trouvant sous l'horizon, d'accord ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
La courbure en un évènement est due à ce qu'il y a sur le cône passé de cet évènement. Si on considère un évènement à l'extérieur de l'horizon, alors la courbure qui s'y trouve est due à l'astre en effondrement avant la formation de l'horizon. Si on considère un évènement à l'intérieur de l'horizon, alors la courbure qui s'y trouve est due à l'astre en effondrement aussi, mais après la formation de l'horizon (c'est la même masse, mais plus tard dans son évolution).
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Et s'il n'y a pas d'effondrement ? (Par exemple, le cas d'une étoile à neutrons, qui a accrété de la matière petit à petit, jusqu'à ce que sa masse soit suffisante pour en faire un trou noir)
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Dans ce cas la courbure est due à la totalité de la masse de l'étoile. Mais plus elle s'approche de la masse critique, plus les variations de masses mettent du temps pour atteindre la surface (qui est alors juste au-dessus du futur horizon) à cause du redshift extrême. Et dès que l'horizon se forme, basta, le champ gravitationnel ne bouge plus (à part un léger ajustement tardif dû au fait que l'accrétion aurait été particulièrement violente par exemple, un peu comme de l'eau qui viendrait clapoter conter le mur "horizon" avec quelques vagues avant que tout se calme => ici un ajustement du champ grav et un peut d'O.G. : il n'est d'ailleurs pas exclu de détecter les O.G. résultant de la formation d'un trou noir par accrétion) et correspond à la masse au moment de l'apparition de l'horizon (et évidemment c'est aussi la masse sous l'horizon). Et si l'intérieur continue de s'effondrer (ce qui doit être forcément le cas) ça ne se perçoit pas à l'extérieur.
Si de la matière continue à tomber dedans, juste avant qu'elle passe l'horizon, elle contribue aussi à modifier le champ gravitationnel qui devient celui de la masse originale plus ce qui tombe dedans, tout reste cohérent.
Dernière modification par Deedee81 ; 23/11/2018 à 15h43.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
je connais moins bien, mais c'est peu différent. Ce qui suit est à vérifier. Il y a aurait des évènements à l'extérieur de l'horizon, qui n'auraient leur courbure influencée que par l'étoile à neutron avant qu'elle ne forme un horizon(*). Il y aurait des évènements entre l'horizon et l'horizon apparent, qui ne seraient influencés que par l'étoile à neutron avant qu'elle ne forme l'horizon apparent, mais après la formation de l'horizon . Il y aurait des évènements après l'horizon apparent, et selon leur situation exacte, ils seraient influencés par l'étoile à neutron avant qu'elle ne forme l'horizon apparent** (ils sont assez loin), ou après (ils sont assez proches). Bref, c'est toujours ce qui est sur le cône passé qui compte.
* cette formation d'horizon ne donne pas lieu à l'effondrement, c'est juste pour qualifier le fait que les évènements qui se trouvent après n'influenceront jamais l'extérieur, un objet dans cette zone peut rester à "distance" constante, voire même de s'éloigner dans une certaine mesure, mais il est déjà trop tard pour lui car là où il est toutes les lignes d'univers aboutissent à la singularité (il finira par être rattrapé par l'horizon apparent, qui délimite vraiment la zone dynamique).
** la formation de l'horizon apparent marque l'effondrement.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
On peut aussi raisonner avec des diagrammes de Penrose, c'est alors très clair.
On en trouve pleins sur le net et à savoir : les rayons lumineux sont inclinés à 45°
(en fait le diagramme est une transformation conforme de l'espace-temps, ce qui a l'avantage de conserver les angles)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Conserver ? mais conserver par rapport à quoi ? Je croyais que rien en RG n’est supposé décrire une réalité physique mais seulement une relation entre evenements, ceux-ci et leurs liens (rayons lumineux) peuvent etre représentés dans divers sytèmes de coordonnées (dont le plus «naturel» serait Schwarzschild). Aucun n’a plus de valeur physique qu’un autre, aucun n’en a.
J’ai cru comprendre que «conforme» designe Kruskal et Penrose dans lesquels les rayons lumineux sont à 45°. Est-ce par conformité avec Minkowski ? Me fais je avoir par les termes ? Que recouvre ce vocable stp dans un language pas trop matheux ?
.........
Sur le sujet géneral du fil. Ce fameux effondrement, représenté la plupart du temps chez Kruskal, dans lequel on voit la surface de l’étoile chuter pour passer Rs et former un TN, me semble parfaitement infondé. Je m’explique... si on revient à la réalité, on est en train de decrire une etoile à neutrons devenant un trou noir.
A priori on parle d’une réduction du volume à masse constante dépassant le seuil 2GM/c^2, mais on pourrait tout aussi bien fabriquer un TN en jettant des grains de sable à la surface de l’étoile a neutron pour augmenter sa masse sans en changer le rayon. Le problème est là, ceci décrit un processus linéaire et d’après ce que j’ai compris des observations, entre l’etoile (M > Chandrasekhar) et le trou noir il y a un truc qui s’apelle Supernova (!!) totalement absent des graphs censés decrire ledit phénomène.
Cet épisode est loin d’etre anodin puisqu’une grande partie de la masse est ejectée à des vitesses parfois relativistes. Notez les termes «masse» et «relativiste» qui font que l’espace temps doit etre fortement sollicité, d’une manière sans doute encore mal comprise, en tout cas pas linéaire comme la chute représentée en KS... ne serait ce que parce que la masse a changé.
Voilà, comme d’hab c’est très affirmatif mais la question de fond est : est-ce que je me trompe completement sur le rapport entre naissance d’un trou noir et le Kruskal qui va avec ?
Merci
Dernière modification par Mailou75 ; 23/11/2018 à 22h35.
Trollus vulgaris
Pour ma part c'est aussi le défaut que je vois dans ce modèle.
Accessible certes mais trop simple, car il prend pour réalité un cas particulier parmi la multitude des possibilités de la dynamique de l'effondrement.
D'ailleurs, c'est aussi la critique que l'on pourrait faire de la vision à rebours du big bang, qui voudrait que toutes les lignes de l'univers se recoupent en un point.
Lemaître appelait ça l'atome primordial, qu'on a ensuite rejeté pour en faire quelque-chose de plus fondé physiquement, en supposant que les entités physiques étaient très rapprochées, mais ne formaient pas un "atome" car ce genre d'entité ne peut exister.
Rien n'empêche, à mon avis, et dans ce dernier cas de figure, que les lignes d'univers aboutissent au contraire à des lieux forts éloignés. Et donc in finé que le phénomène "big bang" soit un phénomène généralisé à l'échelle de l'univers visible qui se produit en continu. (grosse spéculation, certes, mais ça vaut la peine d'y réfléchir, à mon avis)
ça signifie que cela conserve les angles. C'est clair et sans ambiguité dans le cas d'une variété Riemannienne (donc que de l'espace) : par exemple la projection Mercator de la surface de la Terre est conforme, si je mesure l'angle entre deux lignes (par exemple entre le grand cercle qui passe par Paris et Marseille et le grande cercle qui passe par Paris et Brest) sur une projection de Mercator, je trouve le même angle que la différence de cap pour aller à Brest ou à Marseille en partant de Paris à vol d'oiseau.
Dans le cas d'une variété pseudo-riemannienne c'est un peu plus subtil, car il y a des angles hyperboliques (pas à valeur dans S, c'est à dire un réel modulo 2pi, mais à valeur dans R), mais le principe est le même, l'angle hyperbolique entre deux lignes dans une représentation conforme est l'angle hyperbolique qu'on mesure "en vrai" (la mesure étant plus subtile qu'une mesure d'angle euclidien, bien-sûr). Le souci est dans la représentation : les feuilles de papier et les écrans d'ordinateurs ont la fâcheuse habitude d'être euclidiens et non minkowskien et empêchent donc toute représentation correcte des angles hyperboliques. Il faut donc une convention, comme par exemple dire que l'angle hyperbolique infini entre deux rayons lumineux partant dans une direction opposé doit être représentée par un angle droit, et ensuite choisir arbitrairement une ligne comme étant le "0" de l'angle hyperbolique (entre le -infini d'un des rayons et le +infini de l'autre) qui sera à 45° des deux rayons dans la représentation.
On suit de telles conventions dans un diagramme de Minkowski en fixant c=1. Cela découpe le plan (quand on travaille en 1+1D) en 4 domaines délimité par des droites de genre lumière : le cône futur, l'ailleurs de droite, le cône passé et l'ailleurs de gauche et occupant 90° chacun. Si on prend n'importe quel évènement, on sait qu'il est influencé par les évènements du quadrant du bas (son passé), qu'il influencera les évènements du quadrant du haut (son futur) et qu'il n'influencera ni ne sera influencer par les évènements des quadrants de gauche et de droite (son ailleurs).
Dans une représentation non conforme, les secteurs autour d'un évènement vont être disposés de façon assez variable, on garde l'ordre (passé-ailleurs-futur-ailleurs), mais l'orientation et le partage peut changer, et changer beaucoup. Par exemple en Schwarzschild région I, les cônes futurs et passé se réduisent comme peau de chagrin au détriment de l'ailleurs quand r diminue. En coordonnées d'Eddington-Finkelstein, les cônes pivotent, l'axe passé-futur passe progressivement de vertical à horizontal quand r diminue. Cela rend la compréhension difficile si des cônes de lumière ou des géodésiques nulles ne sont pas représentées un peu partout sur le dessin. Pas évident de voir tout suite si une ligne est de genre temps ou espace.
Dans une représentation conforme, on se retrouve avec les 4 quadrants égaux et leurs orientations sont fixes sur toute la représentation. Il est alors aisé de voir où sont les passés, futurs et ailleurs de tout évènement. Si on choisit l'orientation classique (axe passé-futur vertical), toute ligne qui fait moins de 45° avec la verticale peut être reconnue immédiatement comme ligne d'univers et toute ligne qui fait moins de 45° avec l'horizontale peut être reconnue immédiatement comme étant de genre espace. La lecture est aisée.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
c'est bien entendu pris en compte dans les modèles avancés qui sont simulés numériquement. Au niveau analytique on ne sait guère traiter que l'effondrement d'une boule de poussière sans pression (qui ne peut pas exploser donc...), c'est Oppenheimer-Snyder, avec éventuellement apport continu par la suite (Vaidya par exemple) ou plus simple encore (et celui-là je commence à bien le comprendre) une coquille de lumière sphérique qui converge vers un point central (si si ça forme un trou noir).
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut et merci,
Je suis au courant merci
Le dernier graph que j'ai fait sur le sujet (comparatif Schw et EF/EF+, pour toi d'ailleurs) m'a d'ailleurs permis de comprendre qu'en coordonnées de Schw quand le cône a pivoté à 90° pour l'observateur à l'intérieur, il continue de voir l'extérieur. Je le savais par principe puisque qu'il s'agit le la même géodésique nulle entrante mais je ne l'avait pas "compris".
Ok c'est un peu ce que je pensais, merci. J'ai pas tout compris sur la mesure de l'angle hyperbolique après choix de l'angle de la lumière mais c'est pas très grave...Dans une représentation conforme, on se retrouve avec les 4 quadrants égaux et leurs orientations sont fixes sur toute la représentation. Il est alors aisé de voir où sont les passés, futurs et ailleurs de tout évènement. Si on choisit l'orientation classique (axe passé-futur vertical), toute ligne qui fait moins de 45° avec la verticale peut être reconnue immédiatement comme ligne d'univers et toute ligne qui fait moins de 45° avec l'horizontale peut être reconnue immédiatement comme étant de genre espace. La lecture est aisée.
Mwai... c'est ça, une boule de poussière ou de photon. Le problème c'est qu'on montre le Kruskal et qu'on dit "étoile". Il y a un saut entre Toy et réalité qui semble interdit. Je voulais m'assurer de bien faire la part des choses. Ce qui créé le TN (en vrai) c'est peut être la supernovac'est bien entendu pris en compte dans les modèles avancés qui sont simulés numériquement. Au niveau analytique on ne sait guère traiter que l'effondrement d'une boule de poussière sans pression (qui ne peut pas exploser donc...), c'est Oppenheimer-Snyder, avec éventuellement apport continu par la suite (Vaidya par exemple) ou plus simple encore (et celui-là je commence à bien le comprendre) une coquille de lumière sphérique qui converge vers un point central (si si ça forme un trou noir
Merci pour tes réponses
Mailou
Trollus vulgaris
Cela implique que pour un observateur local, son temps propre s'arrête au moment du passage de l'horizon, et qu'il y reste figé éternellement.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
non, pas du tout, ça n'implique pas ça. Et "son temps propre s'arrête" ça ne veut rien dire.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
C'est pourtant le cas de la courbure locale, éternellement figée. C'est justement cela qui me semble incompréhensible.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Figée pour l’observateur eloigné, pas pour celui qui chute. Si tu prends par exemple le Kruskal de gauche ici https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6237551 et que tu regardes Gris et Rouge, tu vois bien que le temps propre de Rouge ne s’arrete pas.
Voyons comment Gris (eloigné a r=1,86Rs constant) va voir Rouge. Au départ il voit Rouge comme s’il était à r=1,29Rs (trajectoire hyperbolique comme celle de Gris) constant car sa chute est a peine amorcée. On lit approximativement sur le graph un redshift 4/2,5~1,6 (simplement car Gris voit 2,5s de la vie de Rouge en 4s de son temps propre). Vers la fin (du graph) on voit que le redshift a augmenté et est passé à 4/1,3~3,1
On peut aisément imaginer la suite de la figure : Gris poursuit sa trajectoire hyperbolique et recevra donc en un temps infini des images des evenements de Rouge situés avant l’horizon (tout rayon lumineux émis au dela de Rs ne percutera jamais l’hyperbole de Gris, assymptotique le long de l’horizon). Il recevra des periodes de vie de Rouge de plus en plus courtes toujours en 4s de temps propre, l’image sera de plus en plus redshiftée jusqu’à que les photons se fassent tellement rares (1 tous les mille ans etc de pire en pire) qu’il ne voit plus rien du tout.
Si tu comprends le principe tu ne devrais plus tenir de discours du genre «le temps est figé» qui serait une notion absolue et pas relative
Dernière modification par Mailou75 ; 24/11/2018 à 18h07.
Trollus vulgaris
Oui, c'est bien sûr comme ça que je le comprends : une illusion, un mirage pour l'observateur distant.
Mais ce n'est pas précisément ce que dit Mach3 :
La courbure de l'espace-temps constituant l'ergosphère daterait, selon cette phrase, de plusieurs milliards d'années dans certains cas, sans évolution depuis l'effondrement du noyau de l'étoile. J'ai comme un doute sur la conclusion qui est de prétendre qu'à partir de cette affirmation on puisse en déduire que la masse sous l'horizon n'a plus aucune influence directe sur la courbure environnante.
Dernière modification par papy-alain ; 24/11/2018 à 20h49.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Salut,
Si si ce n’est pas contradictoire. Ce que dit Mach3 (il corrigera si je me trompe) c’est que la courbure à l’exterieur d’un astre ne dépend que de sa masse. Par exemple ici https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post4306692 ce qui définit la courbe noire, valable depuis la surface jusqu’a l’infini c’est uniquement la masse. L’état de la matière (de bleu a vert, ne regarde pas au dela de jaune) cad le rayon de l’astre va definir une cuvette colorée (formule pour objet homogene) qui peut «glisser» (changer de couleur) le long de la courbe noire. Evidement ceci ne definit pas la formation d’un trou noir stellaire mais plutot la «boule de poussière» théorique et c’est d’elle dont on parle dans ce fil.
Puisque la courbure exterieure n’est jamais modifiée si la masse ne change pas alors on peut dire que l’observateur exterieur, qui ne verra jamais Rs pour les raisons evoquées dans le precedent message, verra toujours la courbure engendrée par la boule et jamais celle du trou noir (puisque les OG voyagent aussi a c). En même temps on ne se mouille pas puisque dans un tel modèle c’est la même courbure exterieure que l’objet soit a l’état «d’etoile a neutrons» ou de trou noir.
De toute façon, l’emploi de «être» demanderait de définir un présent (espace) univoque, pas possible en 4D... tout ce qu’on peut dire c’est que pour l’observateur exterieur le trou noir n’existe jamais, sauf s’il existe depuis toujours
a+
Trollus vulgaris
Ben là-dessus, on est tous d'accords, c'est pas le souci.
Le problème est le "avant effondrement" comme si le TN, une fois formé, devenait indépendant de la masse qu'il contient, comme si le temps s'était arrêté.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Il n'a jamais dit cela. Juste que de l'extérieur, on ne voit jamais la formation de l'horizon : c'est la même logique que celle qui fait qu'on ne peut jamais voir quelque chose traverser l'horizon à cause de la distorsion temporelle qui augmente.
Le sujet a souvent été abordé dans les discussions ici, par exemple celle-ci : https://forums.futura-sciences.com/a...ous-noirs.html
Vous pourrez noter qui a lancé le fil, et les réponses... Je ne sais pas si vous pensez toujours que les explications sont des "inepties" mais si c'est le cas, cela complique toute possibilité de dialogue.
Le problème est le "avant effondrement"
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Là encore, cette phrase n'est pas là : il parle de "à l'astre en effondrement avant la formation de l'horizon."
Mais comme je le disais, on a déjà eu cette discussion et apparemment sans aucun effet. J'arrête là.
«une fois formé» ca ne veut rien dire pour l’observateur ext. Cet evenement existe dans son espace a t infini. De fait tout ce qu’il percevra est la matiere en effondrement et la courbure qui va avec. Le TN (theorique) ne peut pas etre indépendant de la masse puisqu’il en est la «traduction». Dire qu’il est idependant de la matière peut avoir du sens...
Dernière modification par Mailou75 ; 25/11/2018 à 12h37.
Trollus vulgaris
