Bonjour, Virgo et Ligo ont encore observées des ondes gravitationnelles. Que pourrait-on tirer comme connaissances de ce phénomène? Est-ce des donnés sur les trous noirs eux-mêmes ou de leur horizon? Si c'est des trous noirs comment cette information peut-elle s'échapper si même la lumière ne peut le faire? Le fameux graviton pourrait-il être confirmé ou infirmé?
Merci!
Bonjour,
Les stations Virgo et Ligo n'observent pas les trous noirs inertes, car ces derniers n'émettent pas d'ondes.
Ce sont les trous noirs rapprochés qui émettent des ondes en tombant l'un vers l'autre, il existe une pointe de puissance au moment de leur accrétion.
Au revoir.
Comprendre c'est être capable de faire.
ça dépend de la définition prise pour "trou noir". Si c'est la partie dans/après l'horizon, non, vu que rien n'en sort. Si c'est au sens "astre en effondrement irrémédiable qui possèdera un horizon", alors oui.Envoyé par MisterH
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Bonjour, merci pour les réponses, mais je pensais plus à l'information receuilli. Du genre: que devient la matière, les forces autres que gravitationnelles se perdent-elles, comment l'onde peut se propoger hors horizon, donnent-elles une info sur l'écoulement du temps etc?
Merci!
L'onde n'a pas à se propager pas en dehors de l'horizon. Si elle était créée sous l'horizon, elle n'en sortirait pas. Les événements à l'origine de l'onde se produisent avant la formation du ou des horizons.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Bonjour et Merci! Mais que pense-t-on découvrir aves les ondes gavitationnelles?
Merci!
La bonne surprise déjà c'est que dès la première détection on a une découverte : la masse des trous noirs qui ont fusionné est plutôt élevée. On s'attendait à observer d'abord des trous noirs de plus petites masses (plus fréquents).
Ensuite c'est la statistique qui sera précieuse. On sonde une énorme portion d'univers (~ 2 milliards d'années lumière de rayon !) comprenant au bas mot 1018 étoiles et les stats obtenues sur N événement permettent de contraindre les modèles. Il faut que nos modèles d'évolutions stellaires aboutissent à N fusions dans les proportions observées. Certes, cette observable sera sans doute dégénérée (il y aura sans doute plusieurs variantes permettant d'obtenir le même résultat) mais c'est précieux.
Les OG sont également des bancs de test théoriques pour la relativité générale en champs forts, cad dans des conditions qu'on est incapable de reproduire en labo.
Parcours Etranges
Salut,
De plus, maintenant qu'on a Virgo, on pourra avoir une mesure beaucoup plus précise de la direction de l'OG. On espère ainsi avoir un candidat où on pourrait avoir non seulement l'OG mais une contribution optique (pas des TN mais de leur lieu de fusion, une galaxie par exemple). Une telle observation serait certainement très riche d'enseignement (par exemple, est-ce qu'on aura une galaxie bien pèpère ou bien un truc turbulent avec deux galaxies en train de fusionner ?).
L'astronomie O.G. commence seulement. Un bel avenir se profile
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Il y a un aspect des choses que je n'ai jamais très bien compris au sujet des ondes gravitationnelles.
Comme le dit mach3, rien ne peut sortir d'un TN et donc cette onde est bien générée à l'extérieur de l'horizon.
Cependant, chacun des deux TN avait une masse bien précise avant la fusion. Or le nouveau TN possède une masse inférieure à la somme des masses initiales. Et cette masse se trouve bien, au départ, sous l'horizon. Comment une masse qui se trouve dans le TN peut elle se transformer en énergie qui rayonne depuis l'extérieur de l'horizon ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
La matière (ce qui est à l'intérieur) est conservée, mais pas l'énergie et donc pas la masse du système.
La masse d'un système formé de particules liées, c'est la somme de la masse des particules constituantes moins l'énergie de liaison. Quand tu poses une valise de masse m sur le sol depuis une hauteur h, la Terre (i.e. le système Terre + valise) s'allège d'une quantité mgh/c² kg. C'est à dire que l'énergie mgh va être convertie en déformations élastiques qui finalement vont être converties en chaleur, qui elle même sera transformée en photons infrarouges qui vont quitter la Terre. Aucun atome n'aura disparu, mais l'énergie et donc la masse du système aura diminué. Dans ce cas là, le champ excité qui aura débarrassé le système de son énergie est électromagnétique, parce que ce champ là est particulièrement facile à exciter. Une fraction absolument minuscule aura également été convertie en ondes gravitationnelles.
Dans les cas des deux trous noirs, le principe est le même, mais les masses et les accélérations en jeu sont telles qu'elles parviennent à exciter substantiellement le champ gravitationnel, et c'est celui-ci qui va se charger d'évacuer l'énergie de liaison
Parcours Etranges
Bonsoir. L'explication de M. Gilgamesh m'étourdit . Doit-on donc considérer le système globale trous noir/horizon comme étant une unité? Je comprend probablement pas l'explication, mais comment tiré quelque chose d'un objet au centre d'un système qui est particulièrement opaque et dont on ne connait pas la structure et les effets sur la matière et le temps? Est-ce que l'observation des ondes ne nous donnerait pas que des infos sur l'extérieur de l'horizon ( ou probadlement beaucoup de masse s'entrechoque)? À moins que les ondes ne peuvent être infléchies de queconques façons donc insensible à tout? Remarquer que je n'y connait pas grand chose.
Merci!
Les trou noir sont des objets maximalement simples, ils se décrivent avec seulement deux paramètres : masse, moment cinétique (théoriquement on peut y ajouter la charge électrique, mais elle est nulle pour les trous noirs astrophysiquement réalistes). La forme du train d'ondes est donc entièrement déterminée par les deux masses et par l'orientation relative des vecteurs représentant le moment cinétique.
Arrêtez de vous embrouiller la tête avec l'intérieur du trou noir. Rien ne sort de l'intérieur, et rien de ce qui est observable ne dépend de l'état de ce qui se trouve à l'intérieur. De même il n'y a pas de masses qui s'entrechoquent quand les horizons fusionnent, il règne à ces endroits un vide parfait.
Parcours Etranges
Dans le cas de deux TN en interaction gravitationnelle, ton énergie de liaison est la gravitation ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
[j'ai supprimé mon message car superflu]
Dernière modification par Andrei2010 ; 05/10/2017 à 11h35.
Dans toute cette histoire, il n'est question que de gravitation, oui. Toutes les autres forces sont négligeables. Donc l'énergie de liaison est bien gravitationnelle.
Parcours Etranges
Bon, mais c'est justement cela qui me paraît bizarre : au départ, les deux TN sont éloignés l'un de l'autre, pratiquement aucune interaction. Chacun, isolé, possède une masse qui lui est propre. Puis, le hasard des trajectoires les rapprochent l'un de l'autre et la gravitation commence à jouer son rôle. Dés lors, leur masse est modifiée parce qu'une partie de celle-ci s'est muée en force gravitationnelle entre les deux ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Non, dès le départ l'énergie de liaison intervient substantiellement, sinon ils ne seraient pas en orbite l'un autours de l'autre. Et ça signifie que la masse du système est déjà inférieure à la masse des deux trous noirs pesés séparément. La masse des deux trous noirs ne varie pas durant tout le processus (y'a rien qui en sort pour quitter le système, ni matière, ni lumière), mais le système qu'ils forment a une masse inférieure à la somme des deux masses du fait de l'ajout d'une énergie de liaison qui est une quantité négative. Plus ils se rapprochent, plus cette énergie totale E diminue, donc plus la masse du système E/c² diminue, et ce de plus en plus vite, jusqu'à aboutir à la perte de près de 3 masses solaires en quelques millisecondes lors de la fusion. Ceci, toujours sans que le système ne perde une miette de matière.
Conclusion :
masse =/= matière
Dernière modification par Gilgamesh ; 06/10/2017 à 15h57.
Parcours Etranges
Merci M. Gilgamesh je comprend mieux. Faut que j'arrête de penser masse en fonction d'un poid , mais en fonction d'énergie. Donc un trou noir perd de la masse par fusion ou par évaporation.
Merci.
Faut il comprendre que la courbure de l'espace-temps engendrée par une masse puisse être modélisée comme une masse négative ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Mmmh... j'hésite un peu à m'engager franco dessus car la relativité générale recèle une difficulté concernant la définition de l'énergie.
La relativité restreinte nous dit qu'on peut écrire en toute généralité :
avec m la masse invariante du système, E son énergie totale et p son impulsion.
Si on intègre maintenant la gravité dans l'affaire, tu sais que l'équation d'Einstein relie deux tenseurs, en gros on a G = T avec G qui représente l'espace-temps courbé, donc le champ de gravité, et T le tenseur énergie-impulsion, qui comme son nom l'indique contient l'énergie E du système et son impulsion p. Si on veut connaitre la masse du système on extrait E et p du tenseur T et on applique la relation qui précède. Mais de ce fait, l'énergie du champ de gravité n'est pas nativement comptée dans l'énergie du système. Et donc pas non plus dans sa masse. Pour autant, la définition du tenseur G se traduit par le fait que la gravité gravite, c'est à dire que la courbure fait partie des composants du système qui participent à son champ de gravité. C'est par exemple ce qui permet de conclure définitivement à la clôture d'un trou noir. Même si le trou noir était vide de matière, le simple fait que sa courbure tende vers l'infini se traduirait par la formation d'un horizon.
Donc tu vois, c'est délicat. Pour ne pas s'embrouiller il faudrait donc dire que la source de courbure c'est à la fois l'énergie (T) et la courbure (G) elle même. Mais qu'il est impossible de trouver une définition générale et univoque de l'énergie donc de la masse du système !
On peut réintroduire l'énergie gravitationnelle dans le système sous la forme d'un pseudo-tenseur énergie-impulsion, mais la valeur de ce tenseur n'est alors pas la même pour tous les observateurs (alors que c'est ça, l'intérêt d'un tenseur en physique théorique) et il n'existe pas de façon univoque de le définir. Je n'en sais pas plus.
On peut, beaucoup plus simplement, s'en tenir à la limite newtonienne valable en champ faible (donc faible courbure) à l'aide de la définition classique de l'énergie de liaison, c'est ce que j'ai fait précédemment. Dans ce cas, on peut convertir cette énergie en masse négative. Ça à un sens dans le cas qui nous intéresse de fusion de deux trous noirs, et ceci bien qu'on ne soit pas du tout en champ faible !
Dernière modification par Gilgamesh ; 06/10/2017 à 15h53.
Parcours Etranges
Pas simple. Je vais méditer quelque temps là-dessus.
Un grand merci pour tes précieuses réponses.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Bon, j'avance pas à pas dans ma réflexion.
Serait il possible qu'il existe une relation entre la genèse d'une onde gravitationnelle et le processus de Penrose ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Le processus de Penrose c'est le processus physique qui permet d'extraire de l'énergie d'un trou noir en rotation (trou noir de Kerr). Le spin des deux trous noirs qui vont fusionner fait partie des 11 paramètres qui interviennent dans le calcul de la forme des 250 000 "paterns" de trains d'ondes stockés dans les bases de données des détecteurs. Mais même si c'est important à prendre en compte, ce spin n'est pas la cause de l'émission, au sens où deux trous noirs statiques vont également émettre des ondes gravitationnelles lors de leur fusion.
Parcours Etranges
Particulièrement intéressantes tes dernières interventions sur ce sujet Gilgamesh, merci.
à titre de curiosité, j'aimerais savoir si cette représentation a été tentée:La masse des deux trous noirs ne varie pas durant tout le processus (y'a rien qui en sort pour quitter le système, ni matière, ni lumière), mais le système qu'ils forment a une masse inférieure à la somme des deux masses du fait de l'ajout d'une énergie de liaison qui est une quantité négative
si l'on devait représenter le champs gravitationnel par des lignes droites (appelons les lignes de champs) provenant d'une masse (par exemple en 2D, représentons 360 lignes, chacune séparées de 1°), à une distance x, mon corps intercepterait par exemple 10 lignes et plus je me rapproche de la masse, plus j'intercepte de lignes, plus je suis attirés. Je vois tout de suite une objection: il suffirait que j'enfile un manteau et que j'ouvre les bras pour intercepter plus de lignes de champs... En fait, je me contente en première approche d'un volume et masse constants et de comparer l'interception de ces lignes à différentes distances
lorsque deux masses sont en présence, les lignes de l'une sont courbées par l'autre comme le feraient une masse sur une trajectoire de particule passant à proximité, de sorte que, à volume constant, plus une masse est importante, plus elle courbe les droites, plus elle en intercepte. Si ces masses 's'accaparent' des lignes de champs, il y en a moins qui vont passer par mon corps et donc je ressens une masse totale inférieure à la somme des deux masses prises indépendamment. A l'extrême, si les masses sont très importantes et très proches, elles déforment tellement les lignes de champs qu'elles se les accaparent quasiment toutes et on ne ressentirait quasiment plus leur présence
C'est juste un essai de représentation pour appréhender que la somme de deux masses en présence est inférieure à la somme de deux masses prises indépendamment: peut-on dire que l'énergie de liaison est une 'captation de champs'? Autant on a déjà vu des animations montrant la propagation des OG autour de deux trous noirs en cours de fusion, autant je n'ai pas vu d'animation exhibant l'intensité du champs gravitationnel autour d'un tel système: si je comprends bien, elle diminue au fur et à mesure que la force de liaison entre les deux TN se renforce, ie lorsque les TN se rapprochent. Après tout, tout le monde a une bonne idée de deux champs faible qui se tournerait autour (tout est linéaire, yaka ajouter l'un autour de l'autre sans plus de considération), mais je ne sais si, en comparaison, la représentation de deux champs forts en présence aurait une quelconque pertinence...
Ce type de représentation fonctionne en électromagnétisme. Les lignes de champ interceptées correspondent à l'attraction, mais ne suffisent pas pour expliquer les forces entre charges.
Elle ne fonctionne pas du tout en gravitation, l’attraction d'une masse n'est pas diminuée par l'approche d'une autre masse.
Comprendre c'est être capable de faire.
et les courbures aussi? C'est justement d'une représentation du champs EM de deux charges que je tiens cette image, mais je n'ai pas su s'il s'agissait d'une réelle courbure du champs ou de la simple addition des champs des deux charges qui 'faisaient comme si' le champs résultant donnait des champs courbés. Faut dire qu'en EM, on n'a pas d'effet non-linéaire donc on se contente d'additionner les champs, mais quid lorsque deux charges sont très proches?Ce type de représentation fonctionne en électromagnétisme
je parle de la masse du système constitué par deux masses. En fait je crois que, comme Papy, que je n'ai pas eu la réponse à la question 'l'énergie de liaison de deux trous noirs en présence est-elle la même que lorsqu'ils s'ils étaient éloignés?'. Pour l'instant, on a l'impression que l'énergie de liaison augmente au fur et à mesure que les trous noirs se rapprochent, que la description que je fais des courbures des lignes pourraient alors correspondre. Si tu veux, ma question est, en terme plus technique: 'est-ce que la RG donne une représentation graphique des effets non-linéaires associés à l'interaction gravitationnelle entre deux champs forts?'l’attraction d'une masse n'est pas diminuée par l'approche d'une autre masse.
j'ai retrouvé la représentation, il s'agit des lignes de champs entre deux charges de signes opposés
Non, la différence avec le champ électrique et magnétique c'est que l'effet est purement additive, il n'y pas de masse négative.
Parcours Etranges
Ou est-ce que je parle de masse négative?
