Interactions trous noirs et matière noire ?

[Paminode]

Bonjour,

Je m'interroge sur d'éventuelles interactions entre trous noirs et matière noire.

- Par exemple, peut-on imaginer qu'avec leurs masses énormes, des trous noirs géants attirent la matière noire environnante, et créent donc des sur-concentrations de matière noire à leur périphérie, ce qui leur conférerait ainsi une masse apparente supérieure à leur masse réelle (qui serait ainsi surestimée) ?

- Par ailleurs, de la matière noire peut-elle tomber dans un trou noir ? Que se passe(rait) il ?

Merci à ceux qui pourraient m'éclairer, car je n'ai jamais rien lu sur ces questions.
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[Deedee81]

Salut,

Sans connaitre la nature exacte de la matière noire, la question est délicate. Mais à ce qu'on sait, il semble de plus en plus que la matière noire est juste une "matière exotique" qui n'interagit que par la gravitation (ou peu s'en faut).

Dans cette hypothèse (probable), ce que tu dis est exact. La matière noire devrait être mangée par les trous noirs. Et il devrait y avoir des disques d'accrétion de matière noire.

Mais je serais bien en peine de dire de quelle taille. Je n'ai jamais lu quelque chose là dessus non plus, j'extrapole à partir de ce que je connais.

Je ne suis pas sûr que ces disques soient si énormes. Un trou noir n'absorbe que ce qui lui tombe dessus. Ce qui est plus loin se contente de tourner autour. Ca ne peut tomber dans le trou noir que s'il y a trajectoire directe (une étoile qui fait le saut de l'ange en somme ), des effets de frictions (absent pour la matière noire) et des effets relativistes (chute en spirale, mais cet effet n'est notable que tout près du trou noir). Et aux alentours des trous noirs, il n'y a pas des quantités astronomiques (sans jeu de mots) de matière noire.

De plus, quand on estime la masse d'un trou noir, c'est sous-entendu : avec tout ce qui traine autour de lui (donc y compris le disque d'accrétion de matière ordinaire).

[papy-alain]

Bonjour Paminode, bonjour Deedee, bonjour à tous.

En lisant la question de Paminode, je ne pouvais m'empêcher de faire le rapprochement avec cette réponse que j'ai reçue sur un autre topic concernant l'interaction entre matière baryonique et matière non-baryonique :

Quand tu laches ton bic, les électrons de celui-ci vont intéragir avec les électrons de la table par l'interaction électromagnétique et ton bic va perdre toute son énergie cinétique dans le choc, qui sera transformée en chaleur (mais c'est imperceptible) et/ou en déformation (le bic peut se casser). Résultat ton bic part d'une hauteur h1 et finit à une hauteur h2 < h1, il y a bien eu effondrement.

Si tu fais la même expérience en lachant un bic de matière noire , celui ci va passer à travers ta table, à travers le sol, traverser la Terre de part en part, va ressortir de l'autre côté, va s'arrêter à la même hauteur de laquelle tu l'as laché mais de l'autre côté de la Terre et va retomber, retraverser la Terre, retraverser ta table, s'arrêter au niveau où tu l'as laché, et retomber, retraverser la terre etc... Et tant qu'il n'y a pas de perte d'énergie il fera ça.
Autrement dit si tout le monde prend un bic de baryons sur Terre et le lache, ils finiront tous par Terre dans une boule de rayon R+h2.
Si tout le monde lache un bic de matière noire, ils seront tous quelque part dans une boule de rayon R+h1. Avec h1 > h2, tu auras donc les baryons plus condensés, effondrés, et la matière noire diffuse qui n'a pas réduit son volume initial.

Si j'applique le même principe avec un TN, la matière noire devrait ressortir par le côté opposé. Seulement, voilà : rien ne peut sortir du TN. Une énigme à résoudre ?

[Calvert]

Si j'applique le même principe avec un TN, la matière noire devrait ressortir par le côté opposé. Seulement, voilà : rien ne peut sortir du TN. Une énigme à résoudre ?

Oui, mais la Terre n'est pas un trou noir et n'a pas d'horizon, ce qui fait qu'une particule de matière noire "tombant" sur Terre, ne dissipant pas d'énergie de par sa nature, et ne "voyant" pas la Terre autrement que par son puits gravitationnel, "descends dans le puits" et remonte de l'autre côté à la même hauteur (puisqu'il n'y a pas de "frottements". Le cas du trou noir est différent, il n'y a pas de chemin pour ressortir, si par malheur on passe sous l'horizon (toutes les trajectoires se poursuivent en direction du centre).

[A voir en vidéo sur Futura]

[vaincent]

Bonjour,

ça me fait penser à cet article datant d'hier.

[papy-alain]

Bonjour,

ça me fait penser à cet article datant d'hier.

Intéressant. En fait, le chapitre relatif à la MN montre qu'on a encore, pour l'instant, plus de questions que de réponses.

[Xoxopixo]

Bonjour,

Si j'applique le même principe avec un TN, la matière noire devrait ressortir par le côté opposé

Si le TN etait vide...
Mais peut-être "contient-il" quelque-chose ?
Concernant le TN, je ne m'avancerais pas à ce niveau, sachant que selon certains modeles, la surface et le volume sont liés...

LEONARD SUSSKIND : Je lui ai donné le nom de « principe holographique ».
Je ne pourrais dire, exactement, qui de Gerard 't Hooft ou de moi-même a formulé ce principe le premier.
Disons que c'est une idée que nous avons eue en commun.

Elle se résume de la façon suivante : la quantité maximale d'informations contenues dans un volume d'espace ne peut être plus importante que celle qui est emmagasinée à la surface de ce volume, où une quantité élémentaire (ou « bit ») d'informations occupe un quart de la surface dite de Planck * .

Le nom donné à ce principe vient de l'analogie avec un hologramme, procédé par lequel une image en trois dimensions est construite à partir de la projection des détails codés dans un film à deux dimensions.

Le principe holographique stipule ainsi que l'horizon d'un trou noir contient la totalité de l'information incluse à l'intérieur de celui-ci.

L'horizon conserverait les informations portées par tous les constituants ayant donné naissance à un trou noir, mais aussi de tous les objets qui, attirés par la force de gravité, sont passés au travers de l'horizon.
Elles seraient ensuite restituées par l'intermédiaire de photons produits lors du processus d'évaporation.
Sous une forme, certes, extrêmement brouillée, les informations associées aux trous noirs se retrouveraient ainsi éjectées dans l'Univers.
Dès lors, ils ne devraient plus être considérés comme des dévoreurs, mais comme des sortes de réservoirs d'informations.
(..)
W EN DEUX MOTS W
Pendant trente ans, une bataille intellectuelle a fait rage entre les tenants de la relativité générale et ceux de la mécanique quantique.
En question, le devenir de l'information contenue dans un trou noir.
Elle a donné lieu à de nouveaux concepts théoriques.
L'un d'entre eux, baptisé « principe holographique », pourrait révolutionner notre vision de l'Univers et de ses confins.

http://www.larecherche.fr/content/re...ticle?id=24818

[Gloubiscrapule]

Et il devrait y avoir des disques d'accrétion de matière noire.

Justement non il ne devrait pas y avoir de disque. Un disque se forme par dissipation d'énergie, notamment à cause des frottements. La matière noire ne dissipe pas d'énergie...

[Xoxopixo]

Justement non il ne devrait pas y avoir de disque. Un disque se forme par dissipation d'énergie, notamment à cause des frottements. La matière noire ne dissipe pas d'énergie...

Comme dit ici :

Sans connaitre la nature exacte de la matière noire, la question est délicate. Mais à ce qu'on sait, il semble de plus en plus que la matière noire est juste une "matière exotique" qui n'interagit que par la gravitation (ou peu s'en faut).

Il n'y a rien d'évident ni dans ce sens, ni dans le sens contraire.
On ne sait même pas si la "matière" noire est effectivement de la matière.
Tout ce qu'on en sait, il me semble, c'est que des zones, dont certaines présentes au bord du trou noir central, dévient la lumière, ce que l'on peut supposer "lié à une masse".
Mais en toute rigueur, on peut seulement affirmer que "quelque-chose" provoque une déviation de la lumière.
Et que cette "chose" n'absorbe ni n'émet les ondes éléctromagnétiques.

[Paminode]

Merci à tous pour vos réponses.
Donc, si de la MN tombe dans un TN, il ne doit pas se passer grand-chose d'observable...
Car pas d'échauffement, ni de rayonnement...

En fait, je viens de me rendre compte que Pseudoas avait déjà posé la question il y a plus de 4 ans :
http://forums.futura-sciences.com/as...gie-noire.html

[Gloubiscrapule]

On ne sait même pas si la "matière" noire est effectivement de la matière.

Si on sait que c'est de la matière.

Tout ce qu'on en sait, il me semble, c'est que des zones, dont certaines présentes au bord du trou noir central, dévient la lumière, ce que l'on peut supposer "lié à une masse".

A ma connaissance, on n'a jamais détecté un trou noir par déviation de la lumière.
Tu peux dans le cas du trou noir de notre galaxie voir le mouvement des étoiles proches autour d'une zone sombre et en déduire une très forte masse. Mais vu la taille de la zone, ça implique une densité relativement grande, genre 100000 milliards de fois plus grande que la densité des nuages moléculaires (qui sont les objets les plus denses du milieu interstellaire). La densité de la matière noire dans la galaxie étant plutôt de l'ordre de 100 millions de fois plus faible que la densité des nuages moléculaires.
Sachant que la matière noire ne s'effondre pas et ne se condense pas, arriver à la comprimer d'un facteur 10²² par rapport à la moyenne, ça fait un peu absurde comme hypothèse!

[geeko]

Si on sait que c'est de la matière.

Euh peux tu élaborer?

[Xoxopixo]

Si on sait que c'est de la matière.

Je n'ai aucune information concernant ce fait.
Tout ce que je sais, c'est que la "matière" noire a été cartographiée sur la base de la déviation lumineuse, imputée par hypothèse à un phénomène gravitationnel.
Cette hypothèse gravitationelle est conjointe à l'hypothèse de la présence d'une masse, donc de matière.
Il ne s'agit donc pour le moment, à ma connaissance, que d'une hypothèse. (raisonable certes mais pas il ne s'agit pas d'un fait acquis)

A ma connaissance, on n'a jamais détecté un trou noir par déviation de la lumière.

On est d'accord sur ce point.
Ce que je veut dire, c'est que la "matière" noire est détéctée classiquement par la déviation de la lumière.
Et non pas par des propriétés connues de la matière.

On a tout au plus une supposition de présence de matière noire, non confirmée, au centre de notre galaxie qui se manifeste par une "énigmatique émision micro-ondes centrale".

Je faisais référence aux dernières mesures de Planck.

Et justement, la collaboration Planck vient de confirmer la présence d’une composante dans le domaine du rayonnement micro-onde déjà entrevue par les instruments de WMap.

Il s’agit, selon l’expression des chercheurs, d’une sorte de « voile micro-onde » entourant le centre de notre Galaxie.
Il ressemble au rayonnement synchrotron des électrons relativistes, à une différence près : son spectre est plus « dur », en ce sens qu'il ne décroît pas aussi rapidement lorsque l'énergie augmente.

On ne connaît pas encore l’origine de ces énigmatiques émissions micro-ondes centrales.
Certains ont proposé de les relier à la présence supposée de la matière noire qui doit se concentrer dans le bulbe de la Voie lactée.
Selon certains modèles, les particules de matière noire pourraient s’annihiler ou se désintégrer et on peut donc penser que Planck voit indirectement ce processus à l’œuvre.

Mais des explications bien moins exotiques ont aussi été proposées.
Le taux de supernovae galactiques pourrait avoir été sous-estimé.

http://www.futura-sciences.com/fr/ne...lactace_36790/

[Gloubiscrapule]

Euh peux tu élaborer?

On connait l'effet de la matière dans la gravitation, la déviation des rayons lumineux, la croissance des structures, l'évolution du taux d'expansion, l'amortissement des ondes acoustiques primordiales etc...
Les observations (vitesse et température dans les amas de galaxies, lentilles grvaitationnelles, distribution des amas, relevé des supernovae, BAO, spectre de puissance du CMB etc...) indiquent qu'il y a 27% de la densité critique de l'univers sous forme de matière.

On peut aussi mesurer la quantité de matière normale, en comptant "la lumière", en analysant l'abosrption dans le spectre des quasars lointains, avec l'abondance des éléments légers ou encore dans le profil des ondes acoustiques vues dans le CMB. Tout ça donnent 4% de matière normale.

Y a donc 23% qui est de la matière mais pas normale, c'est la matière noire.

Et toutes ces observations donnent aussi qu'on a 73% d'énergie sombre.