Actu - Les mini trous noirs au LHC (1/2) : apprenons à les connaître

[invite94355a9b]

Les mini trous noirs sont des objets fascinants introduits dans le monde de l'astrophysique et de la cosmologie par Stephen Hawking. Récemment, la possibilité de les produire artificiellement avec le LHC a été considérée sérieusement par certains physiciens. Que pourraient-ils nous apprendre sur la structure de notre Univers et surtout, cela représenterait-il un risque pour la planète entière ? Ces questions seront abordées sur Futura-Sciences dans deux articles dont voici le premier, introductif.On sait que le concept de ...

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[invite44385abc]

Bonjour et merci pour cette jolie news, quoique un peu technique, je ne le crains, pour beaucoup d'entre nous.

Mais comment pourrait-il en être autrement avec la physique théorique.

Je voudrai juste réagir sur un détail qui ne remet en rien en cause tout ce qui est dit. Je cite :

....un effondrement gravitationnel en une singularité se produira inévitablement

Je tiens à dire que ce n'est, en fait, jamais le cas puisqu'aucun éffondrement gravitationnel ne se fait sans moment angulaire. Or, qui dit moment angulaire dit que l'on est pas dans la solution de Schwarzschild et qu'il n'y a donc pas la fameuse singularité au centre, ie. en r=0...
(la notion de "centre" étant à discuter puisque r=0 est en fait une coordonnée temporelle et non spatiale mais peu importe)

Il y a bien des "anneaux singuliers" dans les trous noirs possédant des moments angulaires mais contrairement à la singularité des trous noirs de Schwarzschild où toute matière ne peut que se diriger vers la singularité; dans ces solutions, il est impossible de se diriger vers ces anneaux singuliers...

Tout ca pour dire que la solution de Schwarzschild des trous noirs (la plus connue) avec sa singularité est un jolie cas d'école mais ne peut avoir de lien avec la réalité des trous noirs, de mon point de vue et en ce qui concerne les trous noirs créés par éffondrement gravitationnel...

Voilà, c'était juste une petite réaction sur un détail

Bonne soirée et encore merci pour cette news

[mtheory]

Bonjour et merci pour cette jolie news, quoique un peu technique, je ne le crains, pour beaucoup d'entre nous.

Mais comment pourrait-il en être autrement avec la physique théorique.



Bonne soirée et encore merci pour cette news

Bonsoir,

Merci ! En fait, ça a effectivement l'air très compliqué et je sais bien qu'il faut s'y reprendre à plusieurs fois et longuement avant de digérer la chose.

Mais, les idées derrières sont vraiment très simples et quelques calculs d'algèbre élémentaires suffisent pour comprendre.

Par contre pour le reste je ne comprends pas bien ce que tu dis ....

[Gwyddon]

Hello mtheory,

Superbe news ! Au passage ça m'a entraîné dans la (re)lecture des dernières pages de ton dossier sur les trous de ver, qu'il faudrait remettre à jour (2007-2008 était bien optimiste )

Sinon je n'ai pas tout saisi de ce que dit metric, ne serait-ce que parce que tout trou noir finit en trou noir de Schwarzschild une fois sa masse minimale atteinte

[A voir en vidéo sur Futura]

[mtheory]

Hello mtheory,

Superbe news !

Merci !

Au passage ça m'a entraîné dans la (re)lecture des dernières pages de ton dossier sur les trous de ver, qu'il faudrait remettre à jour (2007-2008 était bien optimiste )

Oui, faudrait que je m'occupe de ça.....et des TN au LHC c'est moins évident que ce que l'on pensait à l'époque, si l'on en croit les derniers papiers de Lisa Randall, même si on les fabrique, ça va être dur à détecter ....

[invite44385abc]

Par contre pour le reste je ne comprends pas bien ce que tu dis ....

Pas de problème, ca m'arrive tout le temps

Ce que je voulais dire et que l'effondrement d'une étoile ne donnera jamais un trou noir de Schwarzschild car il faudrait que l'étoile qui va s'effondrer en TN n'est pas spin. Or, tout effondrement gravitationnel entraîne un spin (ie. il ne peut exister d'étoile qui ne tourne pas sur elle-même). Donc un trou noir créé par effondrement gravitationnel ne sera jamais un trou noir de Schwarzschild et n'aura donc pas LA singularité en r=0.

Sinon, pourquoi je dis qu'il s'agit d'une coordonnée temporelle? car la signature change lorsqu'on passe l'horizon du trou noir : le "-" étant devant le g_rr, "r" est une coordonnée temporelle et non plus spatiale...

Sinon je n'ai pas tout saisi de ce que dit metric, ne serait-ce que parce que tout trou noir finit en trou noir de Schwarzschild une fois sa masse minimale atteinte

Je ne comprends pas : comment un trou noir de Kerr (par exemple) pedrait-il la totalité de son spin? qui plus est, il ne me semble pas qu'il soit possible de passer continument de la solution de Kerr à la solution de Scharzschild...mais je peux me tromper

[Rincevent]

Je ne comprends pas : comment un trou noir de Kerr (par exemple) perdrait-il la totalité de son spin?

isolé il ne le fera effectivement pas

qui plus est, il ne me semble pas qu'il soit possible de passer continument de la solution de Kerr à la solution de Schwarzschild...mais je peux me tromper

mathématiquement pas de problème : Kerr avec a=0 redonne bien S...

par ailleurs, si tu veux être pointilleux, Kerr ne sera jamais non plus la métrique associée à un trou noir physique : Kerr et Schwarzschild décrivent des objets éternels ayant existé de tout temps... ce qui n'est donc pas le cas d'objets ayant été autre chose par le passé.

il faut juste les considérer comme de bonnes approximations des métriques associées aux objets réels. Et quand l'énergie cinétique de rotation est faible par rapport à celle de masse, alors la métrique de S est une bonne approximation.

[invite44385abc]

isolé il ne le fera effectivement pas



mathématiquement pas de problème : Kerr avec a=0 redonne bien S...

par ailleurs, si tu veux être pointilleux, Kerr ne sera jamais non plus la métrique associée à un trou noir physique : Kerr et Schwarzschild décrivent des objets éternels ayant existé de tout temps... ce qui n'est donc pas le cas d'objets ayant été autre chose par le passé.

il faut juste les considérer comme de bonnes approximations des métriques associées aux objets réels. Et quand l'énergie cinétique de rotation est faible par rapport à celle de masse, alors la métrique de S est une bonne approximation.

Absolument d'accord . Et justement ce que je voulais dire est qu'en pratique il me semble qu' aucun trou noir ne devrait avoir une singularité en r=0 puisque ce n'est le cas que dans la situation "trop idéalement parfaite" des trous noirs de Schwarzschild.

D'où je propose juste de limiter l'utilisation de cette idée (singularité dans un trou noir en r=0) dans la vulgarisation. Car quand je parle de trou noirs autour de moi, les gens font systématiquement l'amalgame entre la notion de trou noir et la singularité en r=0 de la solution de Schwarzschild.

Donc je dis juste que l'expression utilisée par Laurent

un effondrement gravitationnel en une singularité se produira inévitablement

me semble pas complètement appropriée. Mais j'admets que c'est du pinaillage et je m'en excuse par ailleurs

[invite8ef897e4]

Bonjour

isolé il ne le fera effectivement pas

il peut le perdre par rayonnement non ? Vu que, in fine il s'est completement evapore (ou disons, en admettant qu'il s'evapore completement), il a bien du perdre sa masse, sa charge et son moment angulaire. Ou alors, isole veut dire "sans radiation" ?

[invite44385abc]

Bonjouril peut le perdre par rayonnement non ? Vu que, in fine il s'est completement evapore (ou disons, en admettant qu'il s'evapore completement), il a bien du perdre sa masse, sa charge et son moment angulaire. Ou alors, isole veut dire "sans radiation" ?

La question étant alors de savoir si Hawking a aussi fait son calcul de rayonnement pour des trous noirs autres que Schwarzschild afin de pouvoir nous dire ce que deviennent la charge et le moment lors de la radiation, s'il en existe toujours une. Quelqu'un en sait-il plus à ce sujet? Perso je n'y connais rien en gravitation quantique

quoiqu'il en soit en pratique avant qu'un trou noir de masse stellaire ou plus s'évapore ..........

[mtheory]

La question étant alors de savoir si Hawking a aussi fait son calcul de rayonnement pour des trous noirs autres que Schwarzschild afin de pouvoir nous dire ce que deviennent la charge et le moment lors de la radiation, s'il en existe toujours une. Quelqu'un en sait-il plus à ce sujet? Perso je n'y connais rien en gravitation quantique

quoiqu'il en soit en pratique avant qu'un trou noir de masse stellaire ou plus s'évapore ..........

Hello metric !

You bet !

http://www.futura-sciences.com/fr/do...43/c3/221/p11/

Regarde les liens que j'ai mis en bas avec les articles de Don Page and co


Des formules plus complètes existent décrivant les flux de charges électriques, d'entropie et de moment cinétique émis avec différents types de particules par les trous noirs comme on pourra le constater dans cet article de Don Page

[invite44385abc]

Subarashi da yo !!!!!!

Comprenez : "c'est merveilleux !!!!!"

[invite8ef897e4]

La question étant alors de savoir si Hawking a aussi fait son calcul de rayonnement pour des trous noirs autres que Schwarzschild afin de pouvoir nous dire ce que deviennent la charge et le moment lors de la radiation, s'il en existe toujours une. Quelqu'un en sait-il plus à ce sujet? Perso je n'y connais rien en gravitation quantique

Sans vouloir faire concurrence a l'excellent dossier, je crois que la formule generale est par exemple donnee dans Hawking Radiation and Black Hole Thermodynamics (equation 4)

Car quand je parle de trou noirs autour de moi, les gens font systématiquement l'amalgame entre la notion de trou noir et la singularité en r=0 de la solution de Schwarzschild.

Attendez une minute, je dois rater quelque chose ici. Je croyais qu'il existait des theoremes generaux prouvant que cette singularite est physique, c'est a dire presente meme dans les situations "realistes" (effondrement non-isotrope, non-homogene...)

[invite44385abc]

Attendez une minute, je dois rater quelque chose ici. Je croyais qu'il existait des theoremes generaux prouvant que cette singularite est physique, c'est a dire presente meme dans les situations "realistes" (effondrement non-isotrope, non-homogene...)

Si tu parles de l'hypothèse de censure cosmique de Penrose : ce n'est qu'une conjecture.

[mtheory]

Attendez une minute, je dois rater quelque chose ici. Je croyais qu'il existait des theoremes generaux prouvant que cette singularite est physique, c'est a dire presente meme dans les situations "realistes" (effondrement non-isotrope, non-homogene...)

Oui, mais ce n'est qu'une série de théorèmes d'existence NON CONSTRUCTIFs !

La nature exacte de la singularité est inconnue même si on a quelques idées sur le sujet. La définition d'une singularité en RG est en plus loin d'être triviale ! Geroch et d'autres ont proposé des trucs mais....

[mtheory]

Sans vouloir faire concurrence a l'excellent dossier, je crois que la formule generale est par exemple donnee dans Hawking Radiation and Black Hole Thermodynamics (equation 4)

c'est celui que je cite en lien

[invite44385abc]

Si tu parles de l'hypothèse de censure cosmique de Penrose : ce n'est qu'une conjecture.

Euh ... je suis hors sujet ... hahahaha
Voilà ce que c'est de répondre avant de réfléchir

[Rincevent]

il peut le perdre par rayonnement non ? Vu que, in fine il s'est completement evapore (ou disons, en admettant qu'il s'evapore completement), il a bien du perdre sa masse, sa charge et son moment angulaire. Ou alors, isole veut dire "sans radiation" ?

je parlais effectivement des trous noirs pas quantiques... c'est-à-dire les seuls pour lesquels on sait vraiment de quoi on parle

Oui, mais ce n'est qu'une série de théorèmes d'existence NON CONSTRUCTIFs !

et en plus c'est dans le cadre purement non quantique... c'est le problème avec ce genre de discussions où on mélange des cadres théoriques très différents... comprendre la RG qui est mathématiquement propre, et les trucs du genre rayonnement de Hawking qui restent un peu quand même du bricolage car reposant sur de la gravitation quantique approximée...

[Gabriel]

Ce dossier sur les mini trous noirs est magnifique.
Il balaye presque toute la mécanique quantique.
Vivement le 2ème épisode.