Bonjour,
Je me demandais si il n'etait pas possible d'utiliser les particules creees par l'effet Unruh lors de l'acceleration d'un vaisseau pour maintenir l'acceleration.
Genre creer un champ electromagnetique autour du vaisseau pour accelerer les particules vers l'arriere, et produire en reaction une acceleration vers l'avant du vaisseau.
Existe-t-il des idees de systeme de propulsion utilisant l'effet Unruh d'une maniere ou d'une autre?
Merci,
Nicolas.
Sauf erreur de ma part, l'effet Unruh étant juste une radiation électromagnétique observée dans des conditions spécifiques (mais non encore confirmé expérimentalement, il me semble), on ne voit pas très bien ce qu'il pourrait propulser.
Ce que vous décrivez ressemble plus à un mode de propulsion qui serait le "statoréacteur spatial" qui consisterait à utiliser une sorte d'entonnoir électromagnétique pour capter les poussières interstellaires et les utiliser comme masse de réaction permettant d'affranchir un hypothétique vaisseau équipé de ce dispositif de l'emport de sa masse de réaction. Mais j'ai un peu de mal à voir une relation avec l'effet Unruh (que je connais mal au demeurant).
Bonjour BlueDeep,
Je ne pensais pas vraiment a un "statoréacteur spatial" qui capterait les poussieres interstellaires, mais plutôt a utiliser les particules du Rayonnement de Unruh. Est-ce qu'un "statoréacteur spatial" pourrait utiliser ces particules par contre?
D'apres l'article de wikipedia sur le rayonnement Unruh , ce n'est pas juste un effet electromagnetique:
C'est le pendant de la radiation de Hawking pour un observateur dans un referentiel uniforme accelere.Contrairement à l'effet Casimir, les particules virtuelles ne se manifestent pas à cause d'une modification du champ électromagnétique.
De ce que j'ai lu sur le Rayonnement de Hawking, il ne produit pas que des photons, mais aussi toutes sortes de particules.
Je ne sais pas trop comment cela fonctionne, mais la temperature du rayonnement du Unruh est proportionnelle a l'acceleration, d'apres l'article. Je me demande si le type de particules creees ne dépendent pas de la temperature et donc de l'acceleration. C'est a dire qu'a basse acceleration, seulement des photons seront produits, et a acceleration plus elevee, des particules massives pourraient également etre produites.
Peut-être que le vaisseau aurait besoin d'un autre système de propulsion pour produire l'acceleration initiale pour que le système de propulsion a effet Unruh puisse embarquer. Si il faut une acceleration tres elevee pour que cela fonctionne, ce système ne pourrait etre utilise que pour des missions sans humain a bord.
Comment utiliser les particules du rayonnement de Unruh, je ne sais pas trop, peut-être les propulser vers l'arriere a tres haute vitesse pour produire une acceleration du vaisseau vers l'avant (peut-être avec un genre d'entonnoir comme tu disais). Ou bien peut etre en collectant les particules du rayonnement pour produire de l'energie d'une manière ou d'une autre.
Aussi, si le rayonnement produit des particules d'energie positive et des particules d'energie negative comme le rayonnement de Hawking, que se passerait-il si on deviait les particules d'energie positive devant le vaisseau et les particules d'energie négative derriere? Cela produirait-il un effet d'aspiration vers l'avant?
Je ne sais pas trop comment ca fonctionne honnetement, mais peut-être qu'il y aurait un moyen de faire quelque chose avec ce rayonnement qui est produit automatiquement autour du vaisseau.
Salut, en fait les particule de l'effet Unruh ne sont pas très différentes des particules virtuelles censées peupler lle vide quantique. j'avais pensé à ça lors de mes longues marches en forêt, je te rassure, de manière peu sérieuse, imaginant des cables parcouru par un courant, et tournant autour d'un centre, donc soumis à une accélération centripète, et le champ magnétique déviant les particules crées. Mais c'est surement bien plus compliqué que ça. Dans un esprit analogue il y a l'effe Schwinger qui prévoit de créer des particules à partir du vide si il est soumis à un champ électrique. On pourrait probablement imaginer alors propulser ces particules. Le soucis c'est que 1) on ne l'a jamais observé encore, 2) euh je pense que ça couterait en énergie l'énergie de masse des particules elles mêmes, donc énormément, et ça n'aurait pas plus d'intérêt que d'éjecter des particules qu'on a déjà ou de la lumière dans la direction opposée à l'accélération que l'on souhaite.
Bonjour Kalish, je me posais la meme question concernant le rayonnement de Unruh que celle que tu te poses concernant l'effet Schwinger, a savoir est-ce que l'energie du rayonnement provient de l'energie utilisee pour accelerer, ou bien est-ce que c'est de l' energie apparaissant dans l'espace.
Dans l'article cite plus haut, il est dit:
Donc l'effet Unruh a l'air d'etre du a un genre d'effet doppler relativiste des particules, donc j'ai l'impression que l'energie de ces particules ne provient pas de l'energie utilisee pour accelerer. Pas sur.Leur fréquence se décale suite au déplacement accéléré de l'observateur, selon un mécanisme proche de l'effet Doppler relativiste.
Concernant ton idee franchement je ne sais pas. Est-ce que produire un mouvement avec une force centripete ne cree pas une courbure de l'espace negative?
Moi aussi j'aime reflechir a ces trucs la en prenant des marches dans la foret!
pour l'effet Unruh je ne sais pas, mais je suis presque persuadé concernant l'effet Schwinger, sinon, ça nous ferait une création d'énergie énorme. D'ailleurs l'effet Unruh se rapproche du rayonnement de hawking. Pour ce qui est de l'énergie, de mémoire, dans l'effet hawking, on prend bien la particule au trou noir, donc il faut qu'il y ait déjà de la masse. Donc logiquement pour l'effet Unruh, ça devrait quand même prendre de l'énergie à l'objet accéléré puisque c'est l'accélération qui créé l'"horizon".
En plus, je crois que j'ai un argument, peut-être, bancal: si de la masse s'échappe de l'horizon, l'objet devrait avoir toutes les chances d'être moins accéléré puisque à une accélération correspond un horizon, donc, à un horizon correspond une accélération, et comme l'horizon s'évapore, l'accélération doit diminuer en dépit des efforts.
Qui sait, c'est peut-être relié à l'auto interaction gravitationnelle, en tout cas ça ressemble à un espèce de frottement. Tout ça c'est très spéculatif, je ne dispose pas des outils ni des connaissances pour en parler sérieusement, et même si la plupart des physiciens sont convaincus, et que ça m'a fasciné à un moment, je me méfie un peu du traitement du vide quantique, on ne sait pas encore tout à ce propos, sans transformation de Fourier et incertitude quantique il n'y aurait rien, et là, il y a l'infini... Et puis ça demande de l'expertise. concernant l'objet en rotation, il semble que tu aies raison, je cite wikipedia:
Mais bon c'est du wikipedia, il faudrait creuser la chose, et je n'ai pas la moindre idée de comment faire. Il ne s'agit tout de même pas d'une "vraie" courbure de l'espace temps, mais d'un passage dans un système de coordonnées associé à un référentiel non inertiel.The Unruh effect could only be seen when the Rindler horizon is visible. If a refrigerated accelerating wall is placed between the particle and the horizon, at fixed Rindler coordinate \rho_0, the thermal boundary condition for the field theory at \rho_0 is the temperature of the wall. By making the positive \rho side of the wall colder, the extension of the wall's state to \rho>\rho_0 is also cold. In particular, there is no thermal radiation from the acceleration of the surface of the Earth, nor for a detector accelerating in a circle[citation needed], because under these circumstances there is no Rindler horizon in the field of view.
En plus de ça, en général en TQC, on créé des particules quand l'énergie cinétique des particules qui vont interagir entre elles est égale ou dépasse une énergie de seuil correspondant à l'énergie cinétique. On créé bien des particules à partir du vide, mais, en moyenne, on ne lui emprunte pas d'énergie.
J'avais pense a cet argument mais je ne suis pas sur. Il me semble que n'importe quel type d'horizon va separer la particule de l'antiparticule. Il se trouve qu'un trou noir va produire un type d'horizon a cause de son champ gravitationnel, mais dans le cas d'une expansion de l'espace ultra-rapide, genre une inflation, un horizon cosmologique peut apparaitre entre les 2 et les separer, et dans ce cas il n'y a pas de perte de masse.Pour ce qui est de l'énergie, de mémoire, dans l'effet hawking, on prend bien la particule au trou noir, donc il faut qu'il y ait déjà de la masse. Donc logiquement pour l'effet Unruh, ça devrait quand même prendre de l'énergie à l'objet accéléré puisque c'est l'accélération qui créé l'"horizon".
Dans le cas du trou noir, je n'ai pas compris exactement pourquoi le trou noir perd de la masse. Biensur la particule d'energie negative tombe dans le TN, mais est-ce qu'elle s'annihile avec une particule a l'interieur du trou noir? Comment son energie negative fait elle exactement pour faire perdre de la masse au TN? Il faut se mefier de notre intuition avec les trous noirs c'est tellement bizarre.
Je viens de trouver cette video concernant l'effet Unruh:
http://www.youtube.com/watch?v=oML79y9yhhk
C'est fou cette affaire la. 2 observateurs differents observeront un nombre different de particules reelles, ce qui revient a ce que je disais dans le post precedent, a savoir que l'effet Unruh semble faire apparaitre de l'espace l'energie des nouvelles particules. Leur energie ne semble pas provenir de l'energie utilisee pour accelerer. Enfin il me semble.
C'est vraiment interessant que l'effet Unruh fonctionne avec un nouveau type d'horizon. L'horizon de Rindler est situe derriere l'objet en acceleration et ce qui se trouve derriere cet horizon ne peut pas envoyer de signal a l'objet. Donc encore une fois je n'ai pas l'impression qu'il y ait une perte de masse de l'objet.
L'effet Unruh a l'air extremement faible et ca semble difficile de capter ces particules.
je ne suis pas compétent pour te répondre, mais n'oublie pas que la masse c'est de l'énergie et vice versa. si ton antiparticule d'énergie négative est absorbée par le trou noir, c'est comme si on enlevait de l'énergie au trou noir, et donc de la masse. On parle du processus de rayonnement des trous noirs ou d'évaporation des trous noirs et ça n'est pas pour rien. C'est parce que le trou noir se vide de sa substance petit à petit.
Je n'ai pas parlé d'une perte de masse de l'objet, dans le cas de l'effet Unruh je pense qu'il est "freiné", ou plutôt que son accélération diminue, ou devient plus difficile, par un principe de symétrie, mais sans garantie aucune. Je pense vraiment qu'il faut faire attention avec ces choses. A l'heure actuelle le consensus est de dire que c'est très solide, qu'on a observé l'effet casimir, l'effet casimir dynamique etc... Mais à la base de l'effet casimir, au risque de passer pour quelqu'un qui rabâche toujours la même chose, et qui ne comprend pas l'abstraction siii transcendante de l'électrodynamique quantique (ou de la QFT en champ courbe dans ce cas là), le but était de calculer par un moyen plus rapide les interaction de van der walls retardées...tout simplement, et qu'on a pu décrire l'attraction des plaques par une espèce de complémentarité dans les équations de l'électrodynamique. L'interaction cherchée entre matière et matière se retrouvant miraculeusement "en creux" dans l'interaction de la matière avec le vide quantique. Mais bon je ne veux pas revenir là dessus, car j'ai déjà eu un débat ultra long sur ce sujet, et c'était un dialogue de sourds, car les gens admettaient que les deux descriptions étaient valides, mais ne voyaient pas en quoi ça pouvait impliquer d'autres choses fantastiques (un peu trop peut-être).
Pour le fun: l'article suivant décrit quelques concepts de "moteur à rayonnement Hawking".
http://arxiv.org/abs/0908.1803v1
Première étape : fabriquer un petit trou noir de 1 million de tonnes...
Salut,
Je confirme (voir le livre de Birrell et Davies, quantum field theory in curved space-time, ils expliquent très longuement le phénomène à l'aide de détecteurs de particules modélisés et tout ça). L'origine physique du rayonnement est due aux interactions entre le processus d'accélération et les champs quantiques, l'énergie est prise au dépend de ce qui pousse l'objet et l'objet subit ainsi une force de freinage.Envoyé par kalish
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci Deedee pour la clarification.
Donc Kalish, tu avais bien raison. Donc je ne pense pas qu'il y ait réellement moyen d'utiliser l'effet Unruh a ce moment la, sauf peut-etre pour recuperer l'energie perdue par ce freinage. Mais bon ca n'a pas l'air d'avoir un grand interet.
( Juste un point concernant l'antiparticule dans le trou noir, nous sommes bien d'accord que l'energie du trou noir est diminuee de l'energie de l'antiparticule. Mais ce que je me demandais, c'est ce qui se passait reellement avec cette antiparticule. J'imagine qu'elle doit tomber vers le centre et finir par s'annihiler avec une particule d'energie positive. Je veux dire, elle ne doit pas continuer d'exister pendant tout le temps de vie du trou noir. Sinon le TN deviendrait un truc bizarre avec de l'energie positive qui cotoirait de l'energie negative. Ca serait bizarre mais bon je sais pas trop... )
Trop bon cette affaire!
Salut,
Ca, ça fait partie de l a "réaction en retour". Il faut bien avouer que personne ne sait vraiment le résoudre (pour plusieurs raisons *). A moins qu'on ait fait des progrès depuis les bouquins que je lis et les articles que j'avais imprimés.
(*) Deux raisons :
- la complexité des équations (qu'il faut bien résoudre avant de pouvoir les interpréter)
- une grosse ambiguïté dans la valeur du tenseur énergie-impulsion à cause de la renormalisation (c'est une faille de la théorie qui ne peut être résolue que par une théorie plus complète)
Et la question que tu poses est encore pire : la particule plonge vers le centre où elle va bien finir par rencontrer la matière. Mais où ? Dans une zone minuscule. Il me semble assez clair que la rencontre va se faire dans la zone étrange et mystérieuse (ajouter une musique d'ambiance ici) du domaine de Planck : là où la théorie s'effondre complètement.
Et j'ignore ce qu'en disent les boucles ou les cordes (qui doivent avoir une description de ça, enfin je suppose).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut Deedee,
Que se passe-t-il au niveau du tenseur Energie-Impulsion pour l'energie negative? On met direct la valeur negative dans le tenseur et ca marche? Et meme si l'equation d'Einstein fonctionne, ca ne nous dit pas ce qui se passe au niveau de l'interaction dans le cas d'une energie negative. Est-ce que genre les gravitons ( si ils existent ) ont un effet repulsif? Pour que l'energie negative courbe l'espace négativement, il faut bien un effet de repulsion? Est-ce que la theorie de Higgs prévoit un genre de masse negative si l'energie est negative ou quelque chose dans le style?
Concernant l'article poste précédemment (http://arxiv.org/pdf/0908.1803v1.pdf), par curiosite je me demandais si l'equation 4 qui s'applique au rayonnement de Hawking s'applique aussi au rayonnement de Unruh.
Cette equation:
Le terme general est donne en haut de la page 5 comme etant:Following MacGibbon [5], we will approximate f(T ) by the formula:
f(T ) = 1.569 + 0.963 exp(−0.10 GeV/kT) + 0.569 exp(−0.0234 GeV/kT)+6 exp(−0.066 GeV/kT) + 3 exp(−0.11 GeV/kT )+exp(−0.394 GeV/kT) + 3 exp(−0.413 GeV/kT) +3 exp(−1.17 GeV/kT) + 3 exp(−38 GeV/kT)
Est-ce que ca fonctionne pareil pour Unruh en utilisant la formule de la temperature du rayonnement de Unruh au lieu de celle du rayonnement de Hawking? C'est a dire celle ci:More generally, one can approximate the function f(T ) as a sum f(T ) =
Somme fi(T ), where i ranges over all of the particle species that can be directly
created by a BH of temperature T . The terms fi(T ) can be estimated via:
fi(T ) = hini exp(−bqi^2 −mic^2/b ikT ).
kb T = hbarre a/(2 pi c)
Salut,
Pas le temps de creuser beaucoup, sorry.
"Marcher" est un grand mot puisque les équations restent imbuvables. Et je suis d'accord avec ta remarque (j'ai lu quelque part que cette approche était équivalente à la formulation de la gravité en théorie quantique des champs en se limitant à des diagrammes avec une seule boucle de gravitons... mais je n'en sais guère plus).
Il y en a même (comme Jacobson) qui pensent que cette approche est totalement caduque car elle n'a de sens que si la moyenne du tenseur EP a un sens, c'est-à-dire si les fluctuations sont plus petites que la moyenne. Or dans beaucoup de cas, ce n'est vrai. D'où risque d'avoir des équations qui n'ont aucun sens.
(un peu d'indulgence, je suis encore en train d'étudier ce domaine)
Je confirme qu'il y a une analogie mathématique parfaite entre rayonnement de Hawking et rayonnement de Unruh, donc sans aller voir plus loin, je crois pouvoir te répondre oui (mais peut-être à confirmer).
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Et aussi: quand?Et la question que tu poses est encore pire : la particule plonge vers le centre où elle va bien finir par rencontrer la matière. Mais où ?
Salut,
Assez vite en tout cas. La "singularité" (ou de ce qui en tient lieu) est atteinte en un temps fini. Le temps propre pour une trajectoire plongeant dans un trou noir var de quelques milliseconde (trou noir stellaire) à quelques heures (gros supermassif).
Enfin, du moins d'après la théorie (difficile d'aller vérifier
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C'est bien ce que je voulais dire, puisque l'observation ne se fait PAS dans le temps propre de la particule.difficile d'aller vérifie
L'observation ? L'observation par qui ? Pas par quelqu'un de l'extérieur car la question n'a pas de sens à cause de la rupture causale entre intérieur et extérieur du trou noir. Pour un observateur extérieur le trou noir "maigrit" dès que l'antiparticule franchit l'horizon. Là encore il y a une ambiguïté sur le "quand", puisqu'en coordonnées de Schwartzschild un objet s'approche de l'horizon sans jamais le franchir pour un observateur extérieur, donc : ou lorsque pour l'observateur extérieur dès que l'antiparticule devient inobservable et non rattrapable, ce qui se produit très vite, quelques nanosecondes (au pif
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justement, QUAND est-ce que la particule franchit l'horizon (dès que), pour 99,999% de l'univers, cad ceux qui sont à l'extérieur? C'est bien pour ça que j'ai dit quand. Est-ce que les fluctuations permettent de créer une particule très légèrement au dessus de l'horizon, et une autre en dessous, en une durée qui ait un sens pour un observateur extérieur?
C'est justement le "quand" qui pose problème. Il n'y a pas de temps absolu en relativité. Et avec les trous noirs c'est même encore pire. Il faut définir une procédure physique (expérimentale) qui permette à un observateur de définir ce qu'il appelle "quand". Sinon la question n'a tout simplement pas de sens physique.
Ce qui compte pour un observateur immédiat, c'est la masse totale de ce qui est inclut dans une sphère autour du trou noir et auquel il peut appliquer (par exemple) les lois de Kepler pour déterminer la masse. Une fois que la partie est arrivée à lui, la masse mesurée est alors M - la masse de l'antiparticule (ou l'énergie totale plutôt, mais peu importe).
Il y a d'autres moyens de définir un tel quand. Par exemple si l'objet qui tombe dans le TN n'est pas une particule mais un corps macroscopique (émettant un rayonnement : émetteur ou simplement le rayonnement thermique) alors on peut calculer (je ne l'ai jamais fait, c'est juste cité dans une note de bas de page du livre Gravitation) que le nombre de photons reçus du corps sera fini et que l'on reçoit les photons en un temps très court (pour un corps qui serait déjà au bord de l'horizon, l'observateur extérieur va recevoir quelques photons décalés vers le rouge en une minuscule fraction se seconde).
Bref, la question à l'air simple, mais elle ne l'est pas car elle cache énormément de choses.
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Ben, je le sais tout ça, c'est JUSTEMENT (encore une fois) la raison pour laquelle je disais "et surtout: quand?"C'est justement le "quand" qui pose problème. Il n'y a pas de temps absolu en relativité. Et avec les trous noirs c'est même encore pire. Il faut définir une procédure physique (expérimentale) qui permette à un observateur de définir ce qu'il appelle "quand". Sinon la question n'a tout simplement pas de sens physique.
Pour ton histoire de photons tu es sur de toi? Les photons sont décalés vers le rouge, c'est sûr mais justement normalement leur détection doit aussi se faire à intervalle plus long que les émissions en temps propre par un corps près de l'horizon, sinon ça me parait difficile de parler "d'un photon émis", et de processus observés au ralenti.
Oui, certain, c'est ce qu'ils disaient dans Gravitation de MTW. Ceci dit ils ne donnaient pas le calcul et je ne l'ai pas fait. Ce ne serait pas intéressant de calculer ça pour voir.
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Désolé je ne comprends pas, ça n'est pas très logique. Si j'ai un émetteur qui émet un photon par minute dans mon référentiel propre, non seulement le photon va subir un effet doppler, quand je le regarde de loin, mais le flux de photons lui même doit subir une "dilatation temporelle", puisque chaque photon témoigne de chaque minute qui passe ou alors je n'ai pas compris ta remarque. Il me semble que c'est le genre de calcul que j'ai fait pendant mes études, et je crois bien qu'il y avait les deux dilatations à considérer. Je n'ai pas le MTW chez moi, c'est un peu trop volumineux, mais je dois pouvoir le trouver en pdf, c'est à quelle page?
ah ça y est je comprends ce que tu voulais dire!! tu parles des photons reçu PAR le corps près de l'horizon par "l'extérieur"?
Non, non, je parlais bien des photons reçu par l'observateur lointain.
Donc, calcul à faire.
Je n'ai pas le MTW sous la main (moi aussi il est chez moi), mais ça ne servirait pas à grand chose. C'était une remarque bas de page et ils n'en disaient pas beaucoup plus que moi (en fait ils parlaient plutôt de la lumière émise par l'étoile en effondrement, mais ça revient au même). C'est la la partie où ils expliquent "pourquoi trou" et "pourquoi noir" (moi j'aurais bien aimé qu'on appelle cela des bald ball
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Je veux bien la page stp, ça m'étonne, je me souviens avoir fait un calcul de nombre de photons dans une cavité en cours, après redshift, et il me semble bien qu'il y avait moins de photons quand on s'éloignait de la source. Or le redshift gravitationnel doit bien témoigner du même type de perte en énergie que la perte par effet doppler (le volume était surement en cause), mais c'est vrai que la densité de photons doit être égal à l'amplitude du champ électrique au carré divisé par, donc plus la fréquence est petite, plus on doit avoir de photons, mais ça m'étonne, il n'y aurait pas conservation de la densité de photons en remontant le puits alors? Comment faire quand on émet photon par photon? Un moyen de craquer la cryptographie quantique???
Je crois vraiment que ça cloche, je me base sur un argument de relativité restreinte. Je compte la densité de photons dans un référentiel s'éloignant d'une source d'onde électromagnétique (plane disons)
Le champs électrique, par exemple selon z, après un boost selon x vaut
et
La densité de photons
Donc si la densité de photons
On voit que
Salut,
Grumpf, je viens seulement de voir ton message maintenant. Je regarde ce soit. Désolé pour le délai.
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