Vitesse du son dans un trou noir

[pioneer]

bonjour,
la vitesse du son n'est pas toujours la meme, tout depand, entre autres, du milieu qu'il travers, pas exemple (au niveau de la mere et a temperature ambiante) le son se propage a environ 1400Km/h et dans un solide dense comme le fer à 21000km/h donc plus la matiere et dense plus il se deplace rapidement non ?

ma question est : est-ce que dans un trou noir (on dit qu'un trou noir a une densité infinie) la vitesse du son peut etre infini (-infini non mais proche de celle de la lumiere-) est-ce possible ?

merci
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[Quintilio]

on dit qu'un trou noir a une densité infinie

Bonjour,

"on" dit beaucoup de betises

Ce n'est qu'au niveau du centre du trou noir qu'on a une densite infinie, parce que le centre du TN est un point. Mais c'est plus a interpreter comme une limite de la RG que comme une realite (elle doit etre tres grande mais pas infinie).
Pour le reste du TN, c'est encore plus vide qu'entre la Terre et le Soleil

[Deedee81]

Salut,

"on" dit beaucoup de betises

"On" a toujours tort

C'est marrant cette remarque/question sur la densité. Il y a eut exactement la même dans le courrier des lecteurs (et même réponse) du dernier PLS

Pour un corps en effondrement gravitationnel, disons juste après formation de l'horizon, la densité est énorme (du moins pour un TN stellaire) et la vitesse du son doit y être colossale. Mais, comme tout va vers le centre (l'effondrement est très rapide, ça se chiffre en milèmes de seconde, malheur à celui qui tombe là-dedans) le son doit y prendre la forme d'une onde de choc sphérique en implosion et pas un son se propageant librement. Tout dépend de l'équation d'état et ça doit pouvoir se calculer, mais en gros ça doit ressembler à ça.

[vanos]

l'effondrement est très rapide, ça se chiffre en millièmes de seconde, malheur à celui qui tombe là-dedans

Bonsoir,

En millièmes de seconde, là vois-tu j'ai un gros doute.
En prenant comme base de calcul le rayon du Soleil (696.000 km) les atomes de la couche extérieure du Soleil mettraient environ 2,3 sec, à la vitesse de la lumière, pour atteindre le centre. Alors quelques millièmes feraient plusieurs milliers de fois cette vitesse, c'est pourquoi j'ose émettre un doute sur ton chiffre.

Salut.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

En millièmes de seconde, là vois-tu j'ai un gros doute.
En prenant comme base de calcul le rayon du Soleil (696.000 km) les atomes de la couche extérieure du Soleil mettraient environ 2,3 sec, à la vitesse de la lumière, pour atteindre le centre. Alors quelques millièmes feraient plusieurs milliers de fois cette vitesse, c'est pourquoi j'ose émettre un doute sur ton chiffre.

Non, il est correct. Voir le livre Gravitation de Thorne, Misner et Wheeler par exemple. Quand je parlais de "trou noir stellaire", je ne parlais pas d'un TN de la dimension du Soleil mais de la masse du soleil.

Soit un rayon d'environ 3 kilomètres. Et avec l'approximation de R/c (donc sans tenir compte en particulier de la déformation extrême de l'espace-temps, je ne me souviens plus du chiffre exact, de toute façon le calcul est fait dans le bouquin indiqué et ça reste une approximation valable à la très grosse louche), ça donne un cent millième de seconde !

[pioneer]

Et donc :
Si la vitesse du son passait dans des milieux de plus en plus denses
en commencent par l'air le son se propagerait ensuite dans l eau puis le Fer puis une matiere encore plus dense et ainsi de suite ...
La vitesse du son devrait s 'accroitre en meme tant que la densité de la matiere dans laquelle le son se repend, non ?
Y a t-il une vitesse "max", qui fixerai une limite a cette vitesse ?
Existe t'il une proportionnalité entre "vitesse" et "densité" ?

[Deedee81]

Bonjour,

Et donc :
Si la vitesse du son passer dans des milieu de plus en plus dense
et commencent par l'air le son se propagerait ensuite dans l eau puis le Fer puis une matiere encore plus dense et ainsi de suite ...
La vitesse du son devrait s 'accroitre en meme tant que la densité de la matiere dans laquelle , le son se repend augemente non ?

Saperlipopette. Tes phrases ne sont pas facile à lire

Oui, la vitesse du son est grossièrement proportionnelle à la densité. En fait c'est plûtôt une question de rigidité, plus c'est "dur" et plus ça va vite. C'est logique car le son c'est une vibration mécanique du milieu et les vibrations mécaniques c'est lié (entre-autre) au coefficient l'élasticité.

Y a t-il une vitesse "max", une limite a cette vitesse ?

Oui, la vitesse de la lumière. Mais j'ignore totalement s'il existe des milieux où le son peut s'approcher de ce maximum.

Questions aux spécialistes : dans une étoile à neutrons, quelle est la vitesse du son ?
(j'ai trouvé une affirmation que dans un plasma de quark c'est 60% de la vitesse de la lumière, mais je ne sais pas si c'est vrai, c'était juste un type qui disait ça, je n'ai pas trouvé de référence solide).

[Tofix]

salut,

Dites moi si je me trompe: onde sonore, onde sismique c'est la même chose?
Dès lors, ta question au sujet de l'étoile à neutron est intéressante.
Dans le même genre: Lors de l'effondrement de matière sur le noyaux d'une future SN, l'onde de choc crée ne se propage t-elle pas aussi vers le noyau et dans ce cas ne subit t'elle pas une accélération pour finalement ressortir de l'autre coté?
Je ne sais pas si je suis clair?

[Sethrius]

salut,

Dites moi si je me trompe: onde sonore, onde sismique c'est la même chose?
Dès lors, ta question au sujet de l'étoile à neutron est intéressante.
Dans le même genre: Lors de l'effondrement de matière sur le noyaux d'une future SN, l'onde de choc crée ne se propage t-elle pas aussi vers le noyau et dans ce cas ne subit t'elle pas une accélération pour finalement ressortir de l'autre coté?
Je ne sais pas si je suis clair?

Bonjour,

Si les deux sont des deplacements de matières.

Lors de l'effondrement d'une naine blanche du à l'accumulation d'une masse supérieur à la masse limite de Chandrasekhar (1.4 masse solaire), l'onde de choc produit par le noyau se propage vers les couches exterieurs et provoque des réactions thermonnucléaires : fusion d'hélium, de carbone, etc


Enfin, l'onde de choc prend source dans le noyau donc elle se propage vers l'extérieur. J'espère avoir répondu à ta question.

PS : J'ai pris comme base un système binaire pour l'effondrement d'une supernovae.

A+

[Tofix]

Merci Sethrius,

mais je pensais bien ne pas avoir été assez clair ,

Je prend le cas d'une étoile massive unique, dont on connait le destin: implosion.
Lors de ce processus, la couche externe vient s'effondrer sur le noyau créant ainsi une onde de choc qui se propage alors vers l'extérieur. Mais là je me pose la question, cette onde de choc ne se dirige t'elle pas en partie vers le centre du noyau lui même et dans ce cas, vu la densité extrême de la "graine", quand est-il de sa vitesse de propagation?

Accélère-elle en se rapprochant du centre?
Pendant que j'écris, je me rend compte que cette onde sismique doit perdre de l'energie, donc de la vitesse...?

[orbiter28]

Je n'y connais pas assez pour dire que oui, la vitesse du déplacement de matière (du son) augmenterais en se rapprochant du centre car la matière y est sont plus denses (sauf si ces matériaux changent vers le centre et deviennent moins rigide par exemple), mais ta question permet de belle visualisation !

Car la "sphère" réalisé par l'onde aurait alors, tant que l'onde ne dépasse pas le centre, la forme d'une orbite avec une excentricité importante, presque comme une élipse, avec une base en forme d'hyperbole.

Bien sur, si l’effondrement est plus rapide que la vitesse à laquelle le son se déplace, on ne l'entendra pas, comme à l'avant d'un avion ayant passé mach 1.

On n'est pas obligé de prendre en compte seulement la variation de densité de matière, l'effondrement plus rapide au centre qu'a la périphérie, en plus d'aplatir la base de notre éclipse qui tend à s'échapper de l’effondrement (aplatissement que fait déjà la différence de densité entre le centre et la périphérie), écraserais la partie proche du centre (la partie de la sphère prendrait la forme d'une tête d'épingle), mais cela prendrais plein d'illustration successives, les effets de marré ont déjà beaucoup déformé la sphère/élipse/hyperbole du début !

Mais il en faudrait pas mal d'illustration pour montrer comment successivement ces forces déforment l'onde.

Si j'ai dit trop de chose invérifiable sans beaucoup de mathématique, merci pour ta question, j'espère que tu prendra du plaisir à te représenter sa réponse

(je n'ai pas pris en compte la perte d'énergie de l'onde, je te recommande cette approche : une sphère, une sphère qui se déplace, on la coupe en 2 suivant l'axe : proche du centre/loin du centre, on ajoute la différence de densité, la différence de marré).

N'hésite pas à faire un schéma si tu arrive à y ajouter la perte de vitesse, histoire de comparer un peu tout ça

Mais es-tu sur que une onde perd en vitesse quand elle perd en énergie ? Ne perd t-elle pas simplement en amplitude ? La vitesse semble être du uniquement au matériel transportant l'onde.