étoiles gelées

[nouti]

Bonjour à tous car c'est ma première intervention sur ce forum

J'ai relu récemment l'ouvrage de G. Greenstein paru en 87 sur les trous noirs et les pulsars. C'est dans cette lecture que j'ai découvert le concept d'étoile gelée défendu par l'école russe dans les années 60 (équipe Landau).

Cette lecture puis celles qui ont suivi sur le même sujet m'ont passionné. Mais j'avoue que j'ai du mal à comprendre les "paradoxes" temporels liés aux trous noirs.

Dans un scénario d'implosion qui finit en TN, le temps au voisinage de l'étoile vu par un obervateur éloigné se ralentit. Quand l'étoile atteint l'horizon et devient TN, le temps est arrêté. En toute logique, vu de loin, l'éffondrement va donc prendre un temps infini. L'étoile ne devient pas un TN, mais une étoile "gelée".

Je cite quelques lignes de l'ouvrage de Greenstein plus clair à ce sujet:
"Tant que nous restons sur Terre et que nous cherchons ces objets avec les telescopes, cette situation ne nous gène pas. Ce que nous cherchons, ce sont des étoiles gelées. Mais bien qu'une étoile gelée soit en principe différente d'un trou noir, il n'y a en pratique aucune différence entre les deux".

Etoile gelée, étoile figée, les trous noirs "définitifs" n'existeraient donc pas, ou tout au moins, leur statut de TNs définitifs serait rejeté dans un futur infini pour nous observateurs terrestres.

Alors que le caractère oclus du TN est parfaitement vulgarisé, le temps figée de l'étoile me semble moins débatus.

Cela soulève pourtant d'autres questions: par exemple, une étoile gelée à temps nul (ou un TN si l'on préfère) peut-il avoir un mouvement propre observable?

Bonsoir
-----

[invitea1bd8001]

Bonsoir et bienvenue sur le forum !

J'ai assisté l'année dernière à une conférence d'un astrophysicien du CNRS sur les trous noirs et, bien que je n'ai pas entendu le terme de "étoile gelé", il a parlé du principe comme cela :
Si on se trouvait juste hors de portée d'un trou noir mais assez près pour l'observer à l'œil nu, et qu'un autre vaisseau se dirigeait droit vers le trou noir, alors nous verrions le vaisseau se rapprocher à l'infini sans jamais rencontrer l'horizon du trou noir.

Je te cite :

Etoile gelée, étoile figée, les trous noirs "définitifs" n'existeraient donc pas, ou tout au moins, leur statut de TNs définitifs serait rejeté dans un futur infini pour nous observateurs terrestres.

En fait là dessus tu as tord. Le trou noir existe bel et bien d'un point de vue physique. C'est une question de référentiel en fait, comme les lignes magnétiques : tu ne peux les voir, pourtant elles existent.
> Un observateur ne peut pas voir le "futur" du trou noir (après l'instant où il s'est transformé), mais en réalité ce futur existe. C'est comme si tu voyais un enfant ne jamais grandir, alors qu'en réalité il grandit, vieillit, puis meurt, sans que tu ne le vois changer.

[nouti]

Merci Kasei pour cette réponse.

Je suis bien d'accord sur l'existence physique du trou noir, mais dans le temps propre du trou noir.

Tu cites le cas d'un vaisseau qui semble se figer à l'approche de l'horizon. Le temps de du vaisseau qui s'approche du TN et le temps de l'observateur éloigné sont donc différents.

Si on raisonne sur le cas d'une étoile en implosion. C'est pareil. Dans son temps propre, l'étoile continue son effondrement sans ralentir et devient un TN. Mais pour nous qui l'observons de loin, elle semble se figer.

C'est cet écart de temps relatif qui me semble être le phénomène le plus intéressant et le plus troublant par les questions que cela impliquent.

Je vais continuer de citer ma source (G. Greenstein) qui parle mieux que moi:

"...Mais lorsque l'étoile se rapproche de sa surface de Schwarzschild, l'étrange désynchronisation du temps commence à se manifester. L'effondrement semble se ralentir. Bientôt l'étoile semble s'attarder, suspendue au dessus de sa surface de Schwarzschild. D'un rouge sans éclat, pâle, floue, tombant au ralenti indéfiniment sur elle même...elle devient un fantôme.
Mais elle ne devient pas un trou noir. Elle ne le deviendra jamais. Les scientifiques russes ont inventé une expression pour désigner cet effondrement interminable. Ils appellent cela une étoile "gelée". Ce qui est remarquable avec les étoiles gelées, c'est qu'elles existent. Alors que les trous noirs, eux, n'existent pas. Il n'y a pas suffisamment de temps pour qu'ils puissent se former.
Mais d'un autre point point de vue cependant, les trous noirs ont une existence tout à fait réelle. Pour en former un, il suffit de sauter dans une étoile gelée. Dés que je saute sur une étoile qui s'éffondre indéfiniment, l'écoulement de mon propre temps se dilate pour s'ajuster avec celui de l'étoile.....Je tombe sur l'étoile, elle s'éffondre à l'intérieur de son rayon de Schwarzschild, et nous entrons tous les deux dans un trou noir."

[Gloubiscrapule]

Tout dépend si ce qu'on entend par réalité est seulement ce que la lumière est capable de nous amener comme informations ou bien l'existence propre des choses?

Dire que la réalité est que le trou noir ne se forme pas et qu'il y a qu'une étoile gelée c'est comme dire que lors d'un orage, l'éclair a lieu toujours avant le grondement (pas seulement la perception), que la taille réelle d'une personne dépend de sa distance de nous, que la sirène d'une ambulance s'amuse à varier ses fréquences lors du déplacement de celle-ci ou encore que j'arrive à me dédoubler réellement en me regardant dans un miroir...

Tout ça n'est qu'une conséquence du chemin parcouru par l'information (effet Doppler, vitesse de propagation, perspective, réflexion...) mais on sait très bien que l'éclair et le tonnerre ont lieu en même temps, que la taille de la personne ne varie pas ave la distance, que la fréquence du son de la sirène est constante, ou que le reflet dans le miroir est simplement une "image" de moi-même.

Bon beh c'est pareil avec le trou noir, on a beau ne jamais le voir se former, et voir une étoile gelée, n'empêche que lui existe réellement et s'est bien formé! Simplement le trajet de la lumière ne peut pas nous le montrer!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea1bd8001]

Exactement. L'étoile gelée est en quelque-sorte le devenir apparent de l'étoile, son devenir réel étant le trou noir. D'ailleurs, par les moyens de détection très pointus d'aujourd'hui, on peut localiser un trou noir par ses effets sur son environnement. Or, une étoile gelée, si elle existait d'un point de vue physique, n'aurait pas ces effets que nous observons.
C'est bien de citer un scientifique comme Greenstein, son point de vue peut-être hautement reconnu et ça nous change de certaines personnes citant Aristote pour expliquer la nature du vide... Mais n'oublie pas que malgré tout le savoir de Greenstein, un homme ne peut être en avance sur son temps de plus de quelques années. Depuis 87, on en sait beaucoup plus, même si moi-même ne saurait faire état (hélas) de notre avancée.

Amicalement

[nouti]

Tout dépend si ce qu'on entend par réalité est seulement ce que la lumière est capable de nous amener comme informations ou bien l'existence propre des choses?

Dire que la réalité est que le trou noir ne se forme pas et qu'il y a qu'une étoile gelée c'est comme dire que lors d'un orage, l'éclair a lieu toujours avant le grondement (pas seulement la perception), que la taille réelle d'une personne dépend de sa distance de nous, que la sirène d'une ambulance s'amuse à varier ses fréquences lors du déplacement de celle-ci ou encore que j'arrive à me dédoubler réellement en me regardant dans un miroir...

Tout ça n'est qu'une conséquence du chemin parcouru par l'information (effet Doppler, vitesse de propagation, perspective, réflexion...) mais on sait très bien que l'éclair et le tonnerre ont lieu en même temps, que la taille de la personne ne varie pas ave la distance, que la fréquence du son de la sirène est constante, ou que le reflet dans le miroir est simplement une "image" de moi-même.

Bon beh c'est pareil avec le trou noir, on a beau ne jamais le voir se former, et voir une étoile gelée, n'empêche que lui existe réellement et s'est bien formé! Simplement le trajet de la lumière ne peut pas nous le montrer!

Merci de ta réponse Gloubiscrapule

Je suis bien d'accord qu'en relativité, il y a perte de la simultanéité suite à la constance de c. Et que regarder loin permet de regarder dans le passée. Mon probleme n'est pas là.

Tu dis que même si on ne voit qu'une étoile gélée, le TN lui existe réellement. C'est effectivement là que se situe mon probleme de compréhension. Le vaisseau de l'exemple de Kasei nous parait eternellement figé avant l'horizon. Tu dis que ce n'est qu'une image mais qu'en réalité il a franchi l'horizon. Il me semble qu'il franchi l'horizon dans son temps, mais pas dans le notre et que pour nous, il est réellement immobile.

Si un tel vaisseau pouvait faire demi tour avant d'être englouti par le TN, puis revenir sur terre, il y aurait un réel décalage de temps entre lui et nous.

Donc (j'utilise des adverbes de logique, mais je fais peut être de gosses erreurs de raisnonnament ), le trou noir et nous évoluons dans des temps différents . Le trou noir n'existe que dans le futur et seul l'étoile gelée existe réellement.

Et cela me perturbe, car comment un tel objet "gelée" peut-il ne serait-ce qu'avoir un mouvement propre comme tourner autour d'une étoile double (ou autre) ???????

Comme dirait Vian, il y a quelquechose qui cloche la dedans, j'y retourne immédiatement.

Amicalement.

[nouti]

Exactement. L'étoile gelée est en quelque-sorte le devenir apparent de l'étoile, son devenir réel étant le trou noir. D'ailleurs, par les moyens de détection très pointus d'aujourd'hui, on peut localiser un trou noir par ses effets sur son environnement. Or, une étoile gelée, si elle existait d'un point de vue physique, n'aurait pas ces effets que nous observons.
C'est bien de citer un scientifique comme Greenstein, son point de vue peut-être hautement reconnu et ça nous change de certaines personnes citant Aristote pour expliquer la nature du vide... Mais n'oublie pas que malgré tout le savoir de Greenstein, un homme ne peut être en avance sur son temps de plus de quelques années. Depuis 87, on en sait beaucoup plus, même si moi-même ne saurait faire état (hélas) de notre avancée.

Amicalement

La problématique de l'étoile gelée fut bien réelle en son temps. Kip Thorne en retrace l'histoire dans un de ses livres paru en 97 "Trous noires et distorsions du temps". Pourtant, la solution que j'ai trouvé dans cet ouvrage ne m'a pas pour permi de comprendre le truc.

Thorne explique que Finkelstein (le physicien, pas l'exploiteur de plombier polonais) a permi d'élucider (en 58) le "paradoxe" qui me tarabuste en utilisant un référentiel qui inclus le point du vue au voisinage du TN et celui d'un observateur éloigné.

Je vais citer quelques passages de Thorne:

"La géométrie de l'espace temps à l'extérieur d'un étoile qui implose est celle de Schwarzschild, et l'implosion pouvait donc être décrite dans ce nouveau référentiel. Celui de Finkelstein se trouve être très différent de tous ceux que nous avons rencontrés jusqu'ici. La plupart de ces référentiels étaient petits, et ses différentes parties étaient au repos les unes par rapport aux autres. Celui de Finkelstein était au contraire assez grand pour recouvrir simultanément les régions de l'espace temps loin de l'étoile, les régions proches et les régions intermédiaires.. Le plus important était que les différentes parties de ce référentiel étaient en mouvement les unes par rapport aux autres: les parties éloignées de l'étoile étaient statiques et n'implosaient pas tandisque les parties proches de l'étoile suivaient la surface en train de s'éffondrer. De cette façon, le référentiel de Finkelstein pouvait décrire l'implosion simultanément du point de vue des observateurs éloignés statiques et du point de vue des observateurs qui suivent le mouvement de la surface vers l'intérieur. La description qui en résultait réconciliait brillament l'implosion figée vue de loin et l'implosion continue vue de la surface"

Cette citation d'un ouvrage pas trop vieux de Thorne montre que cette ambivalence est bien connue et admise et qu'elle à fait l'objet d'un débat en son temps. Le réferentiel permet de comprendre que les deux aspects cohabitent bien, mais il ne m'aide pas à comprendre ce à quoi correspond une étoile figée réelle qui n'évolue plus, bloquée pour nous observateur éloignée, dans un trou temporel . C'est là que je bloque, comme je l'explique dans mon message du dessus.

D'ailleurs, Thorne poursuit par ceci:

"Dans cette façon de penser à l'implosion, il n'y avait plus de mystère. Une étoile qui implose traverse réellement la circonférence critique sans hésitation. Qu'elle paraisse, vue de loin, se figer est une illusion"

C'est là que je bloque. Elle traverse la circonférence sans hésitation dans son temps propre, mais pas du point de vue de l'observateur éloigné pour qui elle est réellement figée en étoile gelée.

Amicalement

[invitea1bd8001]

Le changement de référentiel est effectivement une chose très compliquée à percevoir pour notre esprit, surtout dans ce cas là.

En y pensant plus intensément, j'avoue avoir du mal à un niveau...
Selon le référentiel de l'observateur, celui-ci voit le vaisseau s'éloigner indéfiniment sans rencontrer le trou noir, d'accord. Mais qu'en est-il du vaisseau lui-même (appelons le V1)? Sait-il à quel moment il rentrera dans le TN?
Apparemment pas selon le raisonnement suivant :
Supposons que l'observateur soit dans un vaisseau V2 et, au lieu de rester immobile, il suit V1. D'après l'hypothèse de départ, il continue à voir V1 se rapprocher indéfiniment, mais dans ce cas lui-même se rapproche indéfiniment selon son propre référentiel! Logique : il voit devant lui V1 qui n'y rentre pas, il ne peut donc se savoir lui-même 'à l'intérieur'.

Plutôt abstrait tout ça...

[nouti]

Si je comprends bien les choses, V1 avance normalement vers l'étoile gelée, celle ci et V1 tombent ensemble dans le trou noir au moment de franchir l'horizon. Si V1 se retourne un peu avant de tomber, celui ci va voir l'univers évoluer en accéléré derrière lui.

Comme V2 avance lui aussi vers l'étoile gelée, il ne voit pas V1 figé devant lui. Il trouvera que le mouvement de V1 est ralenti, mais pas plus. Si V2 s'arrète, alors seulement le mouvement de V1 ralentira de plus en plus et se figera de nouveau avant l'horizon. Si V2 continu sa route, il franchira à son tour le trou noir, toujour un peu en retard par rapport à V1.

Imaginons que nous observions depuis la terre un vaisseau V1 s'approchant d'un trou noir (ou plutôt d'une étoile gelée). Admettons que cette étoile gelée tourne autour d'un compagnon stellaire. Alors nous verrions un vaisseau V1 figé dans son mouvement et pourtant en orbite autour d'une étoile. Bizarre non ?

[invitea1bd8001]

Imaginons que nous observions depuis la terre un vaisseau V1 s'approchant d'un trou noir (ou plutôt d'une étoile gelée). Admettons que cette étoile gelée tourne autour d'un compagnon stellaire. Alors nous verrions un vaisseau V1 figé dans son mouvement et pourtant en orbite autour d'une étoile. Bizarre non ?

Pas tant que ça : ce qui est figé, ce n'est pas son mouvement total, seulement son mouvement en direction de l'étoile gelée (puisque le temps se contracte en se rapprochant de l'étoile).
En fait on verrait V1 et l'étoile gelée graviter de concert autour de l'autre étoile.

[nouti]

Oui mais si une étoile gelée évolue dans un temps ralenti voir stoppé, cette étoile peut-elle avoir une mouvement propre dans l'espace temps plat de l'observateur lointain ?

Un déplacement dans l'espace temps "plat" de l'observateur implique un dx/dt qui n'existe pas car dt tend vers 0 dans la singularité du trou noir. Donc dx tends également vers 0 et l'étoile gelée est figée par rapport à l'espace totale.

[invitea1bd8001]

Non justement, comme j'ai dit précédemment :

on peut localiser un trou noir par ses effets sur son environnement.

Donc même si l'obs ne voit pas le trou noir, physiquement l'effondrement est total, donc en fait ce qu'on voit c'est une étoile gelée qui a les effets d'un trou noir sur son environnement. L'orbite sera donc largement modifiée (on verrait probablement la seconde étoile tomber petit à petit sur le trou noir - l'étoile gelée). Encore une fois, on ne la verrai pas entrer à l'intérieur, de même que V1.

Bien entendu, cela ne reste que suppositions basées sur le peu de logique qu'on peut avoir dans ce genre de problématique

[Gloubiscrapule]

Tu dis que ce n'est qu'une image mais qu'en réalité il a franchi l'horizon. Il me semble qu'il franchi l'horizon dans son temps, mais pas dans le notre et que pour nous, il est réellement immobile.

Oui mais quand on l'observe, on observe les photons (son image) qui suivent une trajectoire dans l'espace-temps telle qu'à l'arrivée le temps n'est plus le même.
Quand tu es dans le désert et que tu vois quelque chose hors de l'horizon parce que les rayons de la lumière ont été courbées par les différentes couches d'air de différentes température, on appelle cela une illusion (ou un mirage). En fait là où tu crois voir quelque chose, il n'y a rien.
Quand on observe un objet proche d'un trou noir, le trajet de la lumière donne l'impression que le temps est dilaté! Mais la réalité ne concerne pas ce qu'on voit mais ce qui se passe du point de vue du référentiel propre, donc autrement dit pour lui il tombe dans le trou noir, peu importe ce que voit les autres c'est ça la réalité.

Si un tel vaisseau pouvait faire demi tour avant d'être englouti par le TN, puis revenir sur terre, il y aurait un réel décalage de temps entre lui et nous.

Oui mais là l'objet est revenu en passant (plus ou moins) par le même chemin que prend la lumière quand on l'observe proche de l'horizon. Donc effectivement il y a un réel décalage de temps et alors?
La dilatation que nous montre la lumière en arrivant est une illusion, qui devient bien réelle seulement quand l'objet revient dans le même référentiel. Mais même si pour nous l'objet nous as semblé resté des siècles, quand on regarde son horloge, on verra qu'il ne sera resté que quelques heures...

Donc (j'utilise des adverbes de logique, mais je fais peut être de gosses erreurs de raisnonnament ), le trou noir et nous évoluons dans des temps différents .

Cette phrase n'a pas de sens. Il faut arrêter de définir un temps pour machin et temps pour ceci. Le seul temps qui compte c'est le temps propre (celui qui est avec l'objet qui le mesure). Le reste c'est relatif et ça sert à rien de comparer si on n'est pas dans le même référentiel. Le temps (propre) du trou noir s'écoule de la même façon que ton temps (propre) à toi, comme pour n'importe qui. Sauf que si toi tu veux mesurer le temps de quelqu'un qui n'est pas avec toi, beh tu vas avoir des différences mais ce que tu mesures n'a pas vraiment de sens.
C'est comme si tu veux comparer la taille de quelque chose avec des mètres différents.

Oui mais si une étoile gelée évolue dans un temps ralenti voir stoppé, cette étoile peut-elle avoir une mouvement propre dans l'espace temps plat de l'observateur lointain ?

C'est exactement sur ce genre de raisonnement qu'il faut faire attention à ce que j'ai dit.
Temps ralenti ça veut rien dire. Tu peux dire que le temps mesuré par un observateur lointain est (paraît) ralenti, en ce qui concerne les mouvements par rapport au trou noir. Pour ce qui est du reste il semble tout à fait normal!

Un déplacement dans l'espace temps "plat" de l'observateur implique un dx/dt qui n'existe pas car dt tend vers 0 dans la singularité du trou noir. Donc dx tends également vers 0 et l'étoile gelée est figée par rapport à l'espace totale.

Si tu veux faire des calculs il faut faire de la relativité générale. Le reste est faux et donne des résultats faux alors oublie les...

[nano38]

salut,

La pour le coup c'est assez simple a comprendre meme pour moi! c'est seulement le temps du trajet des photons qui est infini mais l'étoile se transforme bel et bien en trou noir, c'est un simple effet de la vitesse fini de c et de l'immense courbure a l'approche de l'horizon.

[nouti]

Oui mais quand on l'observe, on observe les photons (son image) qui suivent une trajectoire dans l'espace-temps telle qu'à l'arrivée le temps n'est plus le même.
Quand tu es dans le désert et que tu vois quelque chose hors de l'horizon parce que les rayons de la lumière ont été courbées par les différentes couches d'air de différentes température, on appelle cela une illusion (ou un mirage). En fait là où tu crois voir quelque chose, il n'y a rien.
Quand on observe un objet proche d'un trou noir, le trajet de la lumière donne l'impression que le temps est dilaté! Mais la réalité ne concerne pas ce qu'on voit mais ce qui se passe du point de vue du référentiel propre, donc autrement dit pour lui il tombe dans le trou noir, peu importe ce que voit les autres c'est ça la réalité.

La réalité du voyageur qui tombe dans le trou noir est bien réelle. Nous sommes tous d'accord. Mais le temps dilaté que nous voyons l'est aussi. Et c'est là effectivement que nous ne nous comprenons pas.

Citation d'un ouvrage récent de JP Lasota "la science des trous noirs": "La gravitation ralentit la marche des horloges: vues de loin, les horloges ralentissent en se rapprochant de la source de l'attraction gravitationnelle. ...., observée de loin, en s'approchant de la surface d'un trou noir, une horloge retarde de plus en plus pour enfin s'arrêter de marcher."

Oui mais là l'objet est revenu en passant (plus ou moins) par le même chemin que prend la lumière quand on l'observe proche de l'horizon. Donc effectivement il y a un réel décalage de temps et alors?
La dilatation que nous montre la lumière en arrivant est une illusion, qui devient bien réelle seulement quand l'objet revient dans le même référentiel. Mais même si pour nous l'objet nous as semblé resté des siècles, quand on regarde son horloge, on verra qu'il ne sera resté que quelques heures...

Ce n'est pas cohérent: s'il nous a semblé resté figé pendant des siécles, quand le voyageur reviendra, des siècles se seront donc écoulés pour nous et seulement quelques heures pour lui (visible effectivement sur son horloge). Pour le coup, le décalage me parait bien réel et significatif.

Cette phrase n'a pas de sens. Il faut arrêter de définir un temps pour machin et temps pour ceci. Le seul temps qui compte c'est le temps propre (celui qui est avec l'objet qui le mesure). Le reste c'est relatif et ça sert à rien de comparer si on n'est pas dans le même référentiel. Le temps (propre) du trou noir s'écoule de la même façon que ton temps (propre) à toi, comme pour n'importe qui. Sauf que si toi tu veux mesurer le temps de quelqu'un qui n'est pas avec toi, beh tu vas avoir des différences mais ce que tu mesures n'a pas vraiment de sens.
C'est comme si tu veux comparer la taille de quelque chose avec des mètres différents.

Le décalage temporel d'horloges en mouvement relatif est un acquis de la relativité. Le temps est relatif et ne s'écoule pas de la même manière partout et pour tout (cf les jumeaux de Langevin). Si deux horloges syncronisées suivent des mouvement différents, elles vont se décaler. Une fois les deux horloges rassemblées, on peut les comparer et constater le décalage. Celui ci est bien réel.

C'est exactement sur ce genre de raisonnement qu'il faut faire attention à ce que j'ai dit.
Temps ralenti ça veut rien dire. Tu peux dire que le temps mesuré par un observateur lointain est (paraît) ralenti, en ce qui concerne les mouvements par rapport au trou noir. Pour ce qui est du reste il semble tout à fait normal!

En fait, cela veut dire dire ce dont j'ai parlé plus haut. Un voyageur qui s'approcherait suffisamment prés d'un trou noir et pourrait faire demi tour pour revenir sur terre verrait qu'il a vécu au ralenti par rapport à la terre. Deux heures se seront écoulées pour lui quand des siècles seront passés sur terre. Le voyageur n'a pas eu l'impression de vivre au ralenti, mais il constatera que le temps n'a pas passé à la même vitesse pour lui et pour ceux qui sont resté loins du trou noir.

On dit d'ailleurs qu'une façon de voyager dans le futur serait d'aller se promener prés d'un trou noir en d'en revenir^^

Tous ça pour dire que je reste toujours sur l'idée des étoiles gelées figées pour nous qui les regardons de loin ^^^^

[nouti]

salut,

La pour le coup c'est assez simple a comprendre meme pour moi! c'est seulement le temps du trajet des photons qui est infini mais l'étoile se transforme bel et bien en trou noir, c'est un simple effet de la vitesse fini de c et de l'immense courbure a l'approche de l'horizon.

Ben pour moi, cela ne me parait pas si simple que ca lol!

Il est exacte que les rayons luminueux émis au voisinage du TN auront du mal à sortir du champ gravitationnel, qu'il vont tourner en rond un certain temps et qu'au final, le message lumineux va nous arriver avec un temps de retard (cela correspond au doppler). Mais il n'en est pas moins vrai, il me semble, que le temps va réellement moins vite au voisinage du trou noir. Et que si le voyageur peut revenir sur ses pas, il pourra vérifier que son temps et celui de l'observateur sont réellement décalés, qu'il aura moins vielli, et que ce n'est pas une illusion.

C'est du moins ce que je comprends quand je lis des ouvrages d'astrophysiques qui parlent de tous ceci.

[invite499b16d5]

Ben pour moi, cela ne me parait pas si simple que ca lol!

Il est exacte que les rayons luminueux émis au voisinage du TN auront du mal à sortir du champ gravitationnel, qu'il vont tourner en rond un certain temps et qu'au final, le message lumineux va nous arriver avec un temps de retard (cela correspond au doppler). Mais il n'en est pas moins vrai, il me semble, que le temps va réellement moins vite au voisinage du trou noir. Et que si le voyageur peut revenir sur ses pas, il pourra vérifier que son temps et celui de l'observateur sont réellement décalés, qu'il aura moins vielli, et que ce n'est pas une illusion.

C'est du moins ce que je comprends quand je lis des ouvrages d'astrophysiques qui parlent de tous ceci.

Bonjour,
je suis absolument de cet avis aussi. Le décalage de l'objet qui revient des abords du TN est réel, c'est exactement la même situation que les fameux jumeaux de Langevin.
Il me semble aussi que vouloir réduire le problème à un "retard pris par la lumière" dissimule complètement la vraie question.
L'objet en orbite prend réellement un raccourci vers notre futur, de même que le TN est réellement à l'infini dans notre futur. Mais je crois qu'il est cependant correct de dire que ce temps "existe" quelque part, si l'on admet que l'espace-temps est un tout immuable. Le problème vient du verbe "existe". Non, le TN n'existe pas, il existera, c'est vrai. Il faudrait une conjugaison spéciale des verbes pour dire correctement la chose.

(il lui faut un temps infini (pour nous) pour s'effondrer jusqu'à la singularité, mais un temps fini pour s'approcher arbitrairement près du rayon de Schwarzschild...)

[nano38]

Bonjour,
je suis absolument de cet avis aussi. Le décalage de l'objet qui revient des abords du TN est réel, c'est exactement la même situation que les fameux jumeaux de Langevin.
Il me semble aussi que vouloir réduire le problème à un "retard pris par la lumière" dissimule complètement la vraie question.
L'objet en orbite prend réellement un raccourci vers notre futur, de même que le TN est réellement à l'infini dans notre futur. Mais je crois qu'il est cependant correct de dire que ce temps "existe" quelque part, si l'on admet que l'espace-temps est un tout immuable. Le problème vient du verbe "existe". Non, le TN n'existe pas, il existera, c'est vrai. Il faudrait une conjugaison spéciale des verbes pour dire correctement la chose.

(il lui faut un temps infini (pour nous) pour s'effondrer jusqu'à la singularité, mais un temps fini pour s'approcher arbitrairement près du rayon de Schwarzschild...)

Ben c'est formidable, on est tous d'accord!

[Gloubiscrapule]

Pour le coup, le décalage me parait bien réel et significatif.
.................
Une fois les deux horloges rassemblées, on peut les comparer et constater le décalage. Celui ci est bien réel.

Oui je sais qu'il est réel.
Je vais essayer d'être plus clair dans mes explications.

Le temps s'écoule partout de la même façon, que je sois près d'un trou noir ou à grande vitesse, les secondes sont des secondes, etc...

Le problème vient quand on se promène dans l'espace temps et que deux observateurs ne suivent pas le même trajet spatio-temporel (par exemple passer près d'un trou noir pour l'un, ou aller à vitesse relativiste l'un par rapport à l'autre...).
Dans ce cas le temps mesuré par les deux observateurs entre deux évènements est différent. Pourquoi? Parce que l'intervalle d'espace-temps entre les 2 évènements va être le même mais la composante distance et temps projetées dans l'un ou l'autre des repère n'est pas la même.
De même que si je mesure ma taille par rapport à un axe incliné par rapport à l'axe de mon corps, je vais trouver des valeurs plus petites (voire nulles) que dans un axe parallèle à mon corps. De là à dire que la réalité est que je mesure 20 cm, faut y aller.

Et quand on observe (de loin) quelque chose dans un autre référentiel, c'est cette fois la lumière qui va faire un trajet différent et qui montre (grosse modo) la même chose que si l'objet observé était revenu. Mais la différence de temps ici, se fait entre le moment où les photons sont émis et leur arrivée, autrement dit sur le parcours de la lumière. Le décalage "au départ" (si j'ose dire) n'existe pas.
Voilà pourquoi je parle d'illusion quand on observe avec la lumière, de la même façon que même si on observe l'univers tel qu'il était 380000 ans après le Big Bang avec le CMB, on sait tous que la réalité n'est pas que l'univers a 380000 ans.
La lumière nous donne l'information initale + la modification liée à son parcours (redshift, dilatation du temps, perspective...).

D'ailleurs cette confusion voir = réalité est bien illustrée par la matière noire: on ne voit rien mais il y a quelque chose.

La conséquence est que la seule réalité physique est celle du référentiel propre (c'est ce qui explique que chaque jumeau de Langevin a l'âge lié à son propre référentiel et pas l'âge de son frère), et donc quand tu dis qu'on observe des étoiles gelées, je suis d'accord mais la réalité est que c'est en fait un trou noir. D'ailleurs si je décide d'aller voir l'étoile gelée de plus près, je verrais un trou noir.

[invite499b16d5]

D'ailleurs si je décide d'aller voir l'étoile gelée de plus près, je verrais un trou noir.

Certes, mais tu ferais aussi un bond dans le futur par rapport à nous qui observons avec recueillement la scène
De même qu'il y a une sorte d'objectivité à affirme que le jumeau de Langevin qui revient a fait un bond dans le futur de la Terre. C'est réel, ce qu'il voit (et touche!) est bien le futur (de la Terre), même si c'est désormais aussi le présent du voyageur.
Donc il me semble qu'on peut dire aussi fermement que si tu plonges dans le TN, tu vas le voir, mais tu seras bien le seul, et qu' "en réalité" (pour nous) il n'existe pas encore, il en est juste au début de son effondrement... lequel durera éternellement!
Ou alors, l'alternative si on veut dire qu'il existe, c'est d'admettre aussi que le futur existe, ce qui fut l'objet d'un autre fil... (mais avec tous les dangers de dérives téléologiques, par intrication ou autre)

[Gloubiscrapule]

De même qu'il y a une sorte d'objectivité à affirme que le jumeau de Langevin qui revient a fait un bond dans le futur de la Terre. C'est réel, ce qu'il voit (et touche!) est bien le futur (de la Terre), même si c'est désormais aussi le présent du voyageur.

Non c'est son présent, et le présent de la Terre. Après oui c'est sur c'est le futur de quand il est parti, mais pas besoin d'être un jumeau de Langevin, je prends l'avion ce soir, et quand j'atterris demain matin ce sera le futur aussi de quand je suis parti.

qu' "en réalité" (pour nous) il n'existe pas encore, il en est juste au début de son effondrement...

Donc l'univers a 380000 ans ...... Et la Terre n'existe pas encore!

[invitea1bd8001]

J'ai tendance à ne pas être d'accord avec betatron (probablement pour avoir vu les deux conférences sur l'existence du temps ).
Je dis bien "tendance" car au final, ce n'est qu'une question de point de vue! Pour l'homme, il parait logique (naturel) de déterminer l'existence d'une chose à partir du moment où il la voit. Sur cette base là, la réalité est que l'étoile s'effondrera indéfiniment.
Or, les relativistes pensent que la réalité physique est différente de la réalité de l'homme, tout simplement parce-que la vision de l'homme peut varier selon les personnes! En changeant de référentiel (pour un référentiel en mouvement très rapide par exemple), la 'réalité' change. D'où les jumeaux d'ailleurs!

Betatron, selon toi le jumeau qui revient sur Terre va voir le futur de la Terre. Or, pour l'autre jumeau, c'est bien son présent. Donc peut-on parler de réalité physique à partir du moment où cette réalité est variable selon l'observateur? C'est une réalité purement subjective!

C'est pourquoi les relativistes sont d'accord pour prendre en compte un phénomène selon son propre référentiel, son propre point de vue. Bien sûr, cela reste une réalité subjective (le trou noir se verra TN, l'observateur le verra étoile gelée), mais cette réalité ne s'appliquant que à l'objet dont il est question, on la considère comme "vraie".

[papy-alain]

Donc l'univers a 380000 ans ...... Et la Terre n'existe pas encore!

Je dirais même plus. Selon JP Luminet, il est possible d'imaginer que dans une autre dimension, de l'énergie s'échappe du trou noir par un trou de ver, débouche sur un trou blanc et donne naissance à un autre univers. Si c'est là l'origine du big bang, alors, de notre point de vue de terrien, notre univers n'existe pas encore.

[invite499b16d5]

C'est encore bien plus simple que ça... plus je vais plus je pense que l'univers n'a pas un certain nombre d'années; seuls certains de ses aspects peuvent être étiquetés avec un âge.
D'accord sur le fait que la réalité est subjective... si la réalité se réduit justement aux nombres qui nous permettent d'en parler.
Mais quand on parle de l'univers (ou des choses extrêmes de l'univers, comme les TN) il devient difficile de dire ce qu'on entend par réalité.
Même dans le cas du TN, parler de son temps propre, je suppose, n'a pas de sens. En fait chacun de ses points a un temps propre, c'est tout ce qu'on peut dire. Avons-nous le droit de parler du TN comme d'un objet global? Une pente est-elle un objet? Tout ce qu'on peut dire, c'est qu'une pente est une propriété d'un sol dans un champ de gravitation qui fait rouler les billles...

[invite499b16d5]

Donc l'univers a 380000 ans ...... Et la Terre n'existe pas encore!

Bien sûr que la Terre existe: la preuve est que je l'ai vue!
Mais en même temps, il existe un endroit où l'univers n'a que 380000 ans, et d'autres, comme les TN, où il a déjà 10^9999 ans et des poussières.
Sans tomber à l'excès dans le positivisme, j'aurais tendance à dire que la réalité du physicien est faite des interactions que l'on peut avoir, ici et maintenant, avec l'univers, et pas avec ce qu'il lui est possible d'être mathématiquement... ça, ça a vite fait de sentir la théologie!

[papy-alain]

Si je veux être plus concret, je prends un autre raisonnement. Si on ne peut pas voir un trou noir, par contre son disque d'accrétion nous apparaît bien visible. Cependant, le bord extérieur du disque devrait nous apparaître plus récent que le bord interne. La limite de ce bord interne doit normalement correspondre au rayon de Schwarzschild. Comme il est facile de le calculer, il suffit de voir si la dimension du bord interne du disque correspond bien à ce rayon, ou si, au contraire, il nous apparaît plus large, vu que la partie qu'on n'observe pas se trouve dans le futur. Les observations permettent elles de tirer une conclusion dans l'un ou l'autre sens ?

[Rincevent]

La limite de ce bord interne doit normalement correspondre au rayon de Schwarzschild.

non, car une orbite circulaire avec ce rayon est instable. Le bord intérieur correspond plutôt à 3 fois le rayon de S.

Les observations permettent elles de tirer une conclusion dans l'un ou l'autre sens ?

quel sens ?

[papy-alain]

non, car une orbite circulaire avec ce rayon est instable. Le bord intérieur correspond plutôt à 3 fois le rayon de S.

3 fois ! Je ne m'attendais pas à une aussi forte différence. Mais vu que ce disque est constitué de matière en train de tomber vers le TN dans un mouvement de rotation tourbillonnant, pourquoi n'observons nous plus rien à une distance de, par exemple, 2 fois ce rayon ?

[Rincevent]

3 fois ! Je ne m'attendais pas à une aussi forte différence. Mais vu que ce disque est constitué de matière en train de tomber vers le TN dans un mouvement de rotation tourbillonnant, pourquoi n'observons nous plus rien à une distance de, par exemple, 2 fois ce rayon ?

la matière la plus brillante est celle qui reste en orbite circulaire suffisamment longtemps... celle qui tombe n'a pas trop le temps d'émettre de rayonnement notable pendant sa chute...

enfin, c'est un peu plus sioux que ça car on pourrait se dire qu'avec le "décalage de rythme temporel" la chute doit nous sembler durer un temps "infini"... mais en fait, quand un objet se rapproche de l'horizon il y a aussi décalage spectral (qui tend vers l'infini) et baisse de l'intensité (qui tend vers 0)... en clair, une étoile gelée est observationnellement impossible à distinguer d'un trou noir car le rayonnement émis par ce qui "stagne proche de l'horizon" (pour nous) est rapidement invisible...

[papy-alain]

Ok, tout ça est bien logique. Merci beaucoup, Rincevent.