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Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?



  1. #1
    V5bot

    Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Les trous noirs stellaires sont les restes d’étoiles massives qui, à leur mort, se sont écroulées sur elles-mêmes. Ces astres ont une masse telle qu’ils avalent tout ce qui passe à leur portée....

    Lire la suite : Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

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  3. #2
    Groddeck

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Et si le trou noir était un point de passage? La matière de notre univers qui pénètre dans le trou noir disparaît pour nous mais elle réapparaît dans un autre univers et recommence à s'organiser. Est-ce plausible?

  4. #3
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Elle est toujours la puisqu'elle se manifeste par la gravité, ce qui permet d'estimer leur masse.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  5. #4
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par Groddeck Voir le message
    Et si le trou noir était un point de passage? La matière de notre univers qui pénètre dans le trou noir disparaît pour nous mais elle réapparaît dans un autre univers et recommence à s'organiser. Est-ce plausible?
    Salut,

    la matière qui entre dans un trou noir finit par ressortir, sous forme de radiation de Hawking.

    Il y a une possibilité théorique qui ressemble à ce que tu suggères, les trous blancs dans lesquels on ne peut pas pénétrer de l'exterieur et de la matière s'en échappe. Cependant les trous blancs (classiques) sont un peu violant avec le second principe de la thermodynamique.

    Si on met un trou noir en entrée et un trou blanc en sortie (dans le même où un autres univers), le lien entre les deux s'appelle un trou de ver. Les trous de ver traversables sont bien entendu en conflit avec le principe de causalité. Malgré tout, à ma connaissance, il n'a pas été démontré que les trous de ver traversables sont impossibles mais ils nécessitent de manière générique de la matière exotique (avec une densité d'énergie négative) pour rester ouvert ou une modification de la relativité générale. Des calculs approchés (semi-classiques) on apparemment montré que des effets quantiques particuliers pouvait suffir à maintenir un trou de ver ouvert mais seule une théorie quantique de la gravitation pourra apporter une réponse définitive qui sera en accord avec les règles du jeu de notre univers. Avons-nous une théorie de la gravitation quantique ? Oui et non.

    Depuis 18 ans, les théoriciens extraient beaucoup d'informations de la correspondence AdS/CFT qui est une théorie quantique de la gravité qui va bien (ce qui est rare, voire unique selon les critères de sélection) mais qui ne s'applique pas à notre univers à la supersymétrie brisée menu (dans le meilleur des cas, mais nous sommes optimistes), à l'expansion modérément accélérée (on y travaille mais c'est dur) et à 4 dimensions (ce qui n'est pas le meilleur choix, de ce point de vue). Dans ce cadre, les trous de ver et les trous blancs peuvent être gardés sous contrôle.

    D'abord, comme Hawking lui même l'avait anticipé, la formation d'un trou noir et son évaporation (qui est forcément un processus quantique) peuvent être identifiés à "l'explosion" d'un trou blanc et "sa condensation" (désolé pour la terminologie, j'ai essayé de trouver des termes symétriques à ceux du trou noir). Autrement dit, un trou noir et un trou blanc sont identiques, ou encore toute cette histoire est invariante par inversion du temps (le film et le film à l'envers sont les mêmes). Cette symétrie a été confirmée par la correspondence AdS/CFT et a même joué un rôle important lors de sa découverte.

    Enfin, les trous de ver ont fait une réapparition fracassante récemment, dans leur version non-traversable, pour tenter de résoudre une nouvelle série de paradoxes associés au comportement quantique de l'information contenue dans les trous noirs, tout en empêchant la formation d'un mur de feu sur l'horizon. L'idée est simple et d'une fertilité unificatrice d'un nouveau type : les trous de ver non-traversables sont l'incarnation géométrique de l'intrication quantique des particules. Encore une identification qui fait réfléchir. Toute cette histoire à des ramifications surprenante du point de vue de la correspondence AdS/CFT, avec en particulier (et ça me permet de recoller in extremis avec le sujet du fil) une description brillante de l'intérieur du trou noir ...

    Ca fait deux nouvelles bonnes raisons de trou ver (faute intentionnelle) que les trous noirs c'est trou blanc (et une deuxième) !
    Dernière modification par mmanu_F ; 20/03/2016 à 22h16.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Bip

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Pour parler de ce que devient la matière dans le TN, nous devrions l'accompagner dans sa chute. Car en restant hors de portée de cet astre nous ne verrons Jamais la matière traverser son horizon.
    Et quant à l'évaporation complète d'un TN, cela concerne un avenir si lointain que l'univers risque de ne plus exister...



  8. #6
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par Bip Voir le message
    Pour parler de ce que devient la matière dans le TN, nous devrions l'accompagner dans sa chute. Car en restant hors de portée de cet astre nous ne verrons Jamais la matière traverser son horizon.
    Et quant à l'évaporation complète d'un TN, cela concerne un avenir si lointain que l'univers risque de ne plus exister...
    comme je viens de le suggérer, Kyriakos et Suvrat m'ont récemment redonné un peu d'espoir (théorique).
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

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  10. #7
    pm42

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par Bip Voir le message
    Pour parler de ce que devient la matière dans le TN, nous devrions l'accompagner dans sa chute.
    Pourquoi ? Il y a énormément de choses que nous décrivons sans "accompagner la matière". On ne va pas à l'intérieur des étoiles non plus mais on décrit ce qui s'y passe.

    Citation Envoyé par Bip Voir le message
    Et quant à l'évaporation complète d'un TN, cela concerne un avenir si lointain que l'univers risque de ne plus exister...
    Cela dépend de la taille du TN et "l'Univers risque de ne plus exister" est un concept qu'il faudrait préciser... Qu'est ce qui n'existe plus ? le temps, l'espace, la gravité ?

  11. #8
    Damien49

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Je suis très loin d'être un spécialiste sur tout ça, mais ce sujet sera l'occasion de me corriger.

    Je comprend pas les théories sur les trous blancs et trous de ver. Pour moi si la matière qu'avalait un trou noir s'échappait ailleurs, alors il perdrait ses caractéristiques de trou noir. Il me semble même qu'on dit que les trous noirs grossissent. Plus ils avalent de trucs, plus ils grossissent, c'est donc bien la preuve que la matière avalée est toujours présente non ? Finalement un trou noir ce n'est d'autre qu'une grosse étoile qui n'émet pas de lumière, rien de plus. Je comprend pas toute les fantasmes qu'ils suscitent du coup.
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  12. #9
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par Damien49 Voir le message
    Je suis très loin d'être un spécialiste sur tout ça, mais ce sujet sera l'occasion de me corriger.

    Je comprend pas les théories sur les trous blancs et trous de ver. Pour moi si la matière qu'avalait un trou noir s'échappait ailleurs, alors il perdrait ses caractéristiques de trou noir. Il me semble même qu'on dit que les trous noirs grossissent. Plus ils avalent de trucs, plus ils grossissent, c'est donc bien la preuve que la matière avalée est toujours présente non ? Finalement un trou noir ce n'est d'autre qu'une grosse étoile qui n'émet pas de lumière, rien de plus. Je comprend pas toute les fantasmes qu'ils suscitent du coup.
    Salut,

    tu as raison et c'était là l'objet de la remarque de JPL #3 : un trou noir classique (tel que décrit par la RG) gagne de la masse en absorbant la matière et grossit (son rayon augmente linéairement avec la masse). Je ne sais pas s'il existe des théories de type trou de ver / trou blanc (classique) qui prédisent, de fait, que ça ne doit pas être le cas et dans quelle mesure leurs prédictions sont en accord avec les quelques observations déjà disponibles.

    cependant, des solutions de type trou blanc ou trou de ver existent en relativité générale et ne sont pas totalement exclues, même si elles sont exotiques (il faut que le passage reste ouvert, ce qui vu de l'extérieur doit ressembler à un trou noir avec une taille constante) et difficiles à réconcillier avec d'autres aspects (d'autres principes comme la causalité ou le second principe de la thermodynamique).

    enfin, lorsuqe les aspects quantiques sont pris en compte, un trou noir perd de la masse, sa taille diminue et il finit par disparaitre (sur des échelles de temps très longue pour un gros trou noir) et la compréhension fine de ce phénomène semble indiquer qu'une interprétation subtile de ces solutions (trous de ver, trou blanc) est tout à fait envisageable. comme je le disais dans mon message #4, trou blanc et trou noir peuvent être compris comme le même objet vu avec une perspective différente (dans l'esprit de la complémentarité quantique appliquée à l'espace-temps lui même) et les trous de ver non traversables ont des caractéristiques troublantes en commun avec l'intrication quantique.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  13. #10
    jacquolintégrateur

    Re : Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par ForumFutura Voir le message
    Lorsque la matière s’approche d’un trou noir, elle va d’abord subir une compression et des contraintes considérables, ce qui fera augmenter intensément sa température. Lorsqu’elle aura franchi l’« horizon des évènements », elle ne pourra alors plus s’en échapper, pour enfin atteindre la singularité, une région où la densité tend théoriquement vers l'infini.
    Bonjour
    Tout cela reste très spéculatif: on n'a encore jamais observé "l'horizon des événements" censé entourer un trou noir, de sorte que la nature de "trou noir", des objets hyper-denses révélés par les observations astronomiques, n'est pas encore validée par l'expérience. Comme le rappelle R. Lehouc, on est loin de connaitre l'équation d'état de la matière pour les densités considérées ici. Rien n'interdit que les contraintes mécaniques ne deviennent des tensions et ne violent la condition sur l'énergie formulée par Hawcking et Penrose, à savoir que la somme des contraintes principales et de la densité d'énergie (autrement dit, la trace du tenseur d'énergie-impulsion) ne devienne négative, donnant lieu à des effets de "répulsion", entraînant la formation d'objets hyper-denses de structure très différentes de celles que suggère la théorie classique. Bref, on a encore beaucoup à apprendre des observations concernant la nature et l'évolution des "trous noirs".
    Cordialement
    Dernière modification par jacquolintégrateur ; 21/03/2016 à 09h22.
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

  14. #11
    mmanu_F

    Re : Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par jacquolintégrateur Voir le message
    Bonjour
    Tout cela reste très spéculatif: on n'a encore jamais observé "l'horizon des événements"
    d'autant plus qu'il n'est pas même observable en principe.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  15. #12
    aslan

    Re : Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    vous pensez pas simplement que la matiere et l energie engloutie par les trou noir , se transforme juste en energie qu on appelle la gravité , voila probleme resolu

    quand il y aura plus d energie a engloutir plus de trou noir

    y a rien dans un trou noir et il y a aucun passage vers une autres dimensions

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  17. #13
    mmanu_F

    Re : Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par aslan Voir le message
    vous pensez pas simplement que la matiere et l energie engloutie par les trou noir , se transforme juste en energie qu on appelle la gravité , voila probleme resolu

    quand il y aura plus d energie a engloutir plus de trou noir

    y a rien dans un trou noir et il y a aucun passage vers une autres dimensions
    la gravité n'est pas une énergie. mais c'est gentil d'être passé.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  18. #14
    maxou01

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Bonsoir, une question, es grâce au trou noir super massif que les Galaxie ce forme autour de lui ,car a chaque galaxie il y a un trou noir!

  19. #15
    Pseudo156

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    tu as raison et c'était là l'objet de la remarque de JPL #3 : un trou noir classique (tel que décrit par la RG) gagne de la masse en absorbant la matière et grossit (son rayon augmente linéairement avec la masse).
    Vraiment, c'est linéaire? Si tu augmentes le rayon, la surface augmente d'autant plus et la masse d'autant plus mais avec l'augmentation de la densité de matière j'ai du mal à croire que cela soit linéaire.

  20. #16
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par Pseudo156 Voir le message
    Vraiment, c'est linéaire? Si tu augmentes le rayon, la surface augmente d'autant plus et la masse d'autant plus mais avec l'augmentation de la densité de matière j'ai du mal à croire que cela soit linéaire.
    et c'est la raison pour laquelle les trous noirs supermassifs (genre centre galactique) ne sont pas plus dense que l'eau. épatant non ?
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  21. #17
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par mmanu_F Voir le message
    et c'est la raison pour laquelle les trous noirs supermassifs (genre centre galactique) ne sont pas plus dense que l'eau. épatant non ?
    j'avais refait le calcul dans ma jeunesse : notre trou noir lacté à une densité de 10g/L, 100 fois moins que l'eau. j'étais épaté.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  22. #18
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par maxou01 Voir le message
    Bonsoir, une question, es grâce au trou noir super massif que les Galaxie ce forme autour de lui ,car a chaque galaxie il y a un trou noir!
    Salut,

    c'est une bonne question. Je ne me l'étais jamais posé. Voilà qui est fait.

    D'abord on sait comment se forment les galaxies, ça ressemble à ça :

    https://youtu.be/MncUDWhPB_E

    Une question qui vient ensuite, c'est comment la sur-densité initiale est-elle arrivée là ? Eh bien, le jeune univers, à l'époque où il était encore quantique, avait des petites fluctuations, puis est arrivée l'inflation qui a étiré ces petites imperfections sous forme de filaments et les premières galaxies sont nées le long de ceux-ci. Elles se sont ensuite agglomérées pour en former des plus grosses (et permettre, en passant, la génération de nouvelles étoiles) ainsi que des amas de galaxies, des superamas ... (la Voie Lactée fait partie du Groupe Local, qui fait partie du SuperAmas Local, appartenant au SuperAmas de la Vierge, inclus dans le SuperAmas Laniakea découvert en 2014). Il est à noter que la matière noire joue un rôle déterminant dans la formation de ces structures (NB pour ceux qui préfèrent expliquer la rotation des galaxies sans matière noire, n'oubliez pas d'expliquer aussi la formation des grandes structures avec votre modèle).

    Bien. Mais le gros trou noir au centre alors, il est arrivé quand ? Ce n'est pas une question aussi simple qu'il y parait et il existe plusieurs alternatives. La plus étudiée (et comparée aux observations) consiste à utiliser comme "graines" des trous noirs de taille moyenne (de quelques dizaines à quelques centaines de masses solaires) qui se seraient formés avec la matière libérée par les explosions de grosses étoiles et aurait grossi, grossi par le mécanisme d'accrétion usuel (qui nécessite du gaz plutôt que des étoiles). Des mécanismes plus détaillés existent (mais sont plus spéculatifs) mais ils se doivent d'être subtiles (avec un système de refroidissement par éjection massive de neutrino, pour donner un exemple) parce qu'il y a des effets secondaires qui peuvent stopper net la formation : explosion précoce en supernova, perte de la matière première, suivant des mécanismes similaires à ceux évoqués par Laurent dans l'article discuté dans ce fil. Encore une fois, la matière noire facilite grandement le travail.

    Enfin, une dernière alternative évoquée sur la wiki, me parait intéressante : les trous noirs galactiques supermassifs pourrait bien être des trous noirs primordiaux, créés dans la prime jeunesse de l'univers. Malheureusement la wiki ne donne pas de détails ni de références sur cette possibilité. Mais aux vues de cette intriguante possibilité qui a suivi la détection récente de LIGO, que les constituants de la matière noire pourraient bien être aussi des trous noirs primordiaux et l'omniprésence de cette mystérieuse matière noire dans l'histoire galactique que je viens de survoler, je ne serais pas surpris d'apprendre que toutes ces questions avaient en définitive une réponse commune.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

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  24. #19
    Pseudo156

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    C'est épatant Manu, mais la densité que tu donnes, 10g/L tu te bases sur l'astre ou sur l'horizon des événements? Parce que la densité varie un chouya.
    Si tu me dis l'horizon des événements je ne suis pas surpris, si tu me dis l'astre la je vais m'interresser au sujet.

  25. #20
    mmanu_F

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Citation Envoyé par Pseudo156 Voir le message
    C'est épatant Manu, mais la densité que tu donnes, 10g/L tu te bases sur l'astre ou sur l'horizon des événements? Parce que la densité varie un chouya.
    Si tu me dis l'horizon des événements je ne suis pas surpris, si tu me dis l'astre la je vais m'interresser au sujet.
    salut,

    on parle du trou noir au centre de la voie lactée, du coup, je vois pas de quel astre tu veux parler ... mais dans tous les cas, c'est bien l'horizon.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  26. #21
    Pseudo156

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Je parle de l'astre au centre du trou noir, d'ailleurs il n'y a pas de mot pour le désigner? L'horizon des événements, le contraire m'aurait étonné(et par étonné je veux dire que je n'y aurai pas cru^^), mais de toute façon j'ai mal lu ce que disait JPL, la tout prends son sens!^^
    Et dans le cas de Saggitarius A* sur wiki, je vois que son diametre est estimé a 120ua c'est le diametre de l'horizon des événements ça non?
    Les mesures actuelles indiquent que l'objet central pèse environ 4 millions de masses solaires concentrées dans un rayon de 30 unités astronomiques
    Et ca c'est le diamètre de l'astre non? Si c'est le cas c'est 13 000 fois plus compacte que notre soleil c'est ça?
    Et donc l'horizon des événements et 4 fois plus grand que l'astre lui même.

  27. #22
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    On ne parle pas d'astre dans ce cas, on parle de singularité (terme consacré), expression qui exprime le fait qu'on n'a aucune théorie pour décrire la chose.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  28. #23
    Pseudo156

    Re: Vidéo - Interview : dans un trou noir, que devient la matière ?

    Est-ce qu'il y'a une limite pour la pression de dégénérescence?