Trous noirs et physique quantique

[invite85af7dbb]

Bonjour tout le monde !
Eh voilà... après une longue absence je reviens enfin... avec de nouvelles questions.

En voici une :
Un copain m'avait dit un jour que le trou noir est considéré comme une anomalie quantique, et selon lui c'est parce qu'il a une force d'attraction infinie et pourtant ne dévore pas TOUT l'univers.
Je ne sais pas si c'est lui ou moi qui a rien compris, mais je lui ai répondu que ce n'est pas parce qu'une force est infinie qu'elle doit forcément s'étendre infiniment loin ! Exemple : une courbe peut avancer infiniment sur l'axe X en s'approchant d'une assymptote sans jamais l'atteindre.
Pourquoi ça ne pourrait pas être la même chose avec un trou noir ? Qu'il ait une force d'attraction infinie qui tend vers une tone de l'univers sans jamais y parvenir ?

Merci d'avance pour vos réponses !

Michaël
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[deep_turtle]

Bonjour,

Un copain m'avait dit un jour que le trou noir est considéré comme une anomalie quantique,

Bon, déjà ça c'est pas très clair : a priori, un trou noir n'a rien à voir avec la physique quantique (ça intervient dans le physique relativiste).

Je lui ai répondu que ce n'est pas parce qu'une force est infinie qu'elle doit forcément s'étendre infiniment loin !

Ta réponse me semble tout à fait valide !

[invite0dd4f252]

Bonjour,
Ta réponse me semble tout à fait valide !

bonjour deep_turtle

Euh cela peut prêter à confusion.
La gravitation et en 1/d^2 et donc s'étend, en théorie, à l'infini et ce quelle que soit la valeur du champ.
En principe, le champ de gravitation d'un trou noir dépend de sa masse, et donc un trou noir de 10 masses solaires n'attire pas plus qu'une étoile de 10 masses solaires à distance égale.
Ce qui se passe très près du centre du TN est sans doute très différent.
On suppute,et même certains signes le prouvent, qu'il existe des trous noirs de plusieurs millions de masses solaires (voire 100 millions?) au centre des galaxies style la notre.

A ton avis deep, la matière de l'univers est elle destinée à se transformer, au fil du temps, en x trous noirs puis en un seul trou noir ou est-ce une vue "simpliste" de l'esprit?

[BioBen]

ton avis deep, la matière de l'univers est elle destinée à se transformer, au fil du temps, en x trous noirs puis en un seul trou noir ou est-ce une vue "simpliste" de l'esprit?

Etant donné les denriers resultats sur l'accélération de l'expansion de l'univers, à ma connaissance on se dirige plutot vers un fin d'univers froide uniquement baignée par du rayonnement (l'expansion l'emporterait donc sur le long terme).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0dd4f252]

Etant donné les denriers resultats sur l'accélération de l'expansion de l'univers, à ma connaissance on se dirige plutot vers un fin d'univers froide uniquement baignée par du rayonnement (l'expansion l'emporterait donc sur le long terme).

Tiens au fait un trou noir, c'est considéré comme chaud ou froid?
Si tant est que cela est une signification.
De plus , les TN ne constitueraient-ils pas un frein à cette expansion s'ils finissaient à aglomérer la matière des galaxies?
Ces dernières ayant aussi tendance à se condenser en très grosses galaxies donc in fine en très gros TN?
Sont-ils pris en compte dans les modèles?
Et, questions subsidiaires, quel pourcentage de la masse de l'univers représentent-ils et a t'on une idée de l'évolution de ce pourcentage depuis le BB?
En d'autres termes dans un contexte d'expansion générale ne pourrait-on pas assister à des condensations locales de plus en plus massives?
Bon cela n'a pas grand-chose à voir avec la mécaQ.

[deep_turtle]

Euh cela peut prêter à confusion.
La gravitation et en 1/d^2 et donc s'étend, en théorie, à l'infini et ce quelle que soit la valeur du champ.

Certes, mais ce n'est pas une conséquence de la singularité centrale. On paut facilement imaginer un champ qui ne tende pas vers l'infini au centre mais qui soit de portée infinie...

[BioBen]

les TN ne constitueraient-ils pas un frein à cette expansion [...] ?

Comme tu l'as bien dit précédemment, il ne faut pas oublier que

un trou noir de 10 masses solaires n'attire pas plus qu'une étoile de 10 masses solaires à distance égale.

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Tiens au fait un trou noir, c'est considéré comme chaud ou froid?

La témpérature d'un trou noir varie comme 1/M où M est la masse du trou noir.
http://nrumiano.free.fr/Fetoiles/tn_thermo.html

[invite0dd4f252]

Comme tu l'as bien dit précédemment, il ne faut pas oublier que
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La témpérature d'un trou noir varie comme 1/M où M est la masse du trou noir.
http://nrumiano.free.fr/Fetoiles/tn_thermo.html

oui c'était pour expliquer qu'un TN n'attire pas plus à masse égale.
Je signalais le fait bien connu, qu'on subodorait la présence de TN hyper-massifs aux centres des galaxies.
Certains de ces TN pouvant faire 100 millions de masses solaires.
Je ne suis pas parfaitement au fait de la taille des étoiles mais il m'étonnerait bp que les étoiles super-massives dépassent 1000 masses solaires.
Bon il semble aussi y avoir une limitation à la vitesse de cette accrétion de matière dans les galaxies, par disparition des étoiles disponibles.
Néanmoins cette accrétion peut reprendre de la vigueur à l'occasion des "collisions" galactiques.
Ceci dit même avec 100 millions de masses solaires cela ne fait que 0.1% (très environ) de la masse galactique pour le TN central.

Les TN ont du se former très tôt dans l'histoire de l'Univers, dès que des étoiles ont commencé à se former en fait.
Ont-ils disparu depuis ou sont-ils toujours là?
Quelle est la durée de vie d'un TN?
Je ne sais évidemment pas répondre et je ne sais si cela a une quelconque importance.

Concernant la température du TN, la variation en 1/M veut dire que les TN massifs sont plus "froids" que les TN "légers".
Cela ne dit pas la valeur de leur température absolue.
Mais peut-on penser qu'il y a conservation de la température (ou de l'énergie?) de l'étoile juste avant son effondrement?
Ou y a t'il augmentation phénoménale de la température suite à la compression non moins phénoménale des gaz lors de l'effondrement?
Qu'en est-il des étoiles à neutrons?
Il ne me semble pas qu'elles soient si chaudes que cela.
A t'on une idée de leur température?
La température est souvent liée à une agitation moléculaire ou atomique, un rayonnement...
Comment se manifeste donc la température dans un TN?

bon cela fait bp de questions.

pardon, je viens de lire ton lien
la température est expliquée.

[Rincevent]

Je ne suis pas parfaitement au fait de la taille des étoiles mais il m'étonnerait bp que les étoiles super-massives dépassent 1000 masses solaires.

ce qu'on nomme "étoiles supermassives" pourraient avoir des masses comprises entre 10 000 et 100 millions de masses solaires...

un article sur le sujet :

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0202028

Les TN ont du se former très tôt dans l'histoire de l'Univers, dès que des étoiles ont commencé à se former en fait.
Ont-ils disparu depuis ou sont-ils toujours là?

on pense désormais que les trous noir supermassifs sont nés avant même les galaxies qu'ils habitent...

Quelle est la durée de vie d'un TN?

plus il est massif, plus il est froid et donc moins il rayonne par le mécanisme découvert par Hawking. Les plus massifs ont donc des durées de vie supérieures à l'âge de l'Univers (cf la formule donnée dans le lien rappelé par Bioben)

Mais peut-on penser qu'il y a conservation de la température (ou de l'énergie?) de l'étoile juste avant son effondrement?

l'étoile perd énormément de son énergie au cours de l'effondrement, cette énergie partant sous forme de divers rayonnements (électromagnétique, neutrinos, ondes gravitationnelles, etc)

Ou y a t'il augmentation phénoménale de la température suite à la compression non moins phénoménale des gaz lors de l'effondrement?

oui, la temparature augmente au cours de l'effondrement. En fait un effondrement gravitationnel (menant à une supernova) peut être vu comme la transformation d'énergie gravitationnelle en énergie thermique et chimique (neutrinos et autres)

Qu'en est-il des étoiles à neutrons?
Il ne me semble pas qu'elles soient si chaudes que cela.
A t'on une idée de leur température?

à la naissance une étoile à neutrons a environ une température de 10^11 K (100 milliards de degrés en gros)

La température est souvent liée à une agitation moléculaire ou atomique, un rayonnement...
Comment se manifeste donc la température dans un TN?

le principe semble grossièrement être que cette température traduit le fait que l'espace-temps fluctue sur/autour de la singularité centrale (qui n'est pas une vraie singularité selon la gravitation quantique). Une agitation de la structure de l'espace-temps, donc. C'est le principe de la "mousse quantique d'espace-temps".

Les températures élevées pourraient également signifier qu'au centre du trou noir on a une espèce de pelotte de supercordes "en ébulition" (si les supercordes existent).

Le problème est que pour répondre rigoureusement à ta question il est nécessaire d'avoir une théorie de la gravitation quantique. Et à l'heure actuelle, on en a plusieurs (c'est-à-dire aucune dont on est certain qu'elle tient vraiment la route)

tu trouveras quelques infos/illustrations sur certains de ces points dans cette page du dossier FS sur la RG :

http://www.futura-sciences.com/compr...ssier510-7.php

[mtheory]

ce qu'on nomme "étoiles supermassives" pourraient avoir des masses comprises entre 10 000 et 100 millions de masses solaires...

un article sur le sujet :

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0202028

bon sang!
J'imaginais pas à ce points,j'aurais dis moi aussi quelques milliers de masses solaires tout au plus!!

[Thioclou]

Bonjour,

Etant donné les denriers resultats sur l'accélération de l'expansion de l'univers, à ma connaissance on se dirige plutot vers un fin d'univers froide uniquement baignée par du rayonnement (l'expansion l'emporterait donc sur le long terme).

A moins que d'autres bigbang aient eu lieu dans l'Univers antérieurement à celui dont fait partie notre Univers observable....

[predigny]

bon sang!
J'imaginais pas à ce points,j'aurais dis moi aussi quelques milliers de masses solaires tout au plus!!

Une étoile de 100 millions de masses solaire !!! Il ne fallait pas qu'elle tourne vite sur elle même pour ne pas se transformer en galette ! Et sa durée de vie ? 10 ans ? 10 jours ? ... et puis quand on sait que les étoile de plus de 200 masses solaire sont très instables, on peu se demander comment ces étoiles gardaient leur cohésion !

[invite85af7dbb]

Bonjour,
Etant donné les denriers resultats sur l'accélération de l'expansion de l'univers, à ma connaissance on se dirige plutot vers un fin d'univers froide uniquement baignée par du rayonnement (l'expansion l'emporterait donc sur le long terme).

A moins que d'autres bigbang aient eu lieu dans l'Univers antérieurement à celui dont fait partie notre Univers observable....

J'ai toujours pensé que même dans ce cas ça ne changerait rien car chaque univers aurait son espace-temps, donc pas de dimension entre les deux... et donc aucune influence (ou interraction).
Mais je viens de me rendre compte que ça contredirait l'hypothèse des fractales, (pour les particules donc), où on mettrait les différentes particules/univers sur un même plan.
Pouvez-vous m'éclairer plize ?
Tonkiou.
Michaël

[mtheory]

Une étoile de 100 millions de masses solaire !!! Il ne fallait pas qu'elle tourne vite sur elle même pour ne pas se transformer en galette ! Et sa durée de vie ? 10 ans ? 10 jours ? ... et puis quand on sait que les étoile de plus de 200 masses solaire sont très instables, on peu se demander comment ces étoiles gardaient leur cohésion !

Oui mais là on est en plein régime relativiste,des modèles d'étoiles supermassives ont été proposés dès les années 60 pour expliquer les quasars (beaucoup d'énergie libérée et un redshift gravitationnel important).
Par contre il y a aussi l'instabilité de Feynman / Chandrasekhar qui peut jouer.

[Thioclou]

J'ai toujours pensé que même dans ce cas ça ne changerait rien car chaque univers aurait son espace-temps, donc pas de dimension entre les deux... et donc aucune influence (ou interraction).
....

A moins que l'Univers soit le siège d'une infinité de bigbang ayant un espace-temps commun

[invite85af7dbb]

A moins que l'Univers soit le siège d'une infinité de bigbang ayant un espace-temps commun

Oui mais dans ce cas ça remet en question la définition d'un univers, parce qu'à ma connaissance, un univers est considéré comme le fuit même d'un big-bang, non ?

Enfin là où tu rejoins ce que je disais, c'est que je me demandais justement si on peu grouper différents univers sur un même plan spatio-temporel.