Un univers dans un trou noir ?

[QuébecEcho]

Bonjour à tous,
il m'est arrivé une bien étrange chose.

Je suis en train de creuser un scénario pour écrire une nouvelle. Dans mes récits, je tente toujours de garder le maximum de rigueur scientifique.

Dans cette histoire je dois décrire un univers qui se serait développé à l'intérieur d'un trou noir, derrière son horizon. Je me suis donc mis à tenter de visualiser cela. Convenons des choses suivantes. L'observateur est un être à l'intérieur du trou noir. Notre univers à nous est celui qui contient ce trou noir.

Bon allons-y.

Normalement, une fois l'horizon du trou noir franchi, les particules absorbées par ce trou noir devraient continuer à être accélérées vers le centre. Donc, une particule entre le centre du trou noir et le point d'observation s'éloigne de l'observateur qui devrait pouvoir mesurer un décalage vers le rouge. Selon la même logique, une particule située entre l'observateur et l'horizon du trou noir sera accélérée depuis moins de temps que l'observateur sera donc moins rapide que lui. L'observateur pourra noter à nouveau un décalage vers le rouge. Ainsi selon ses observations notre observateur en déduit que l'univers est en expansion autour de lui.

Comme la vitesse à laquelle se déplace notre observateur est très importante, son temps subjectif se ralentit d'autant. Donc pour lui une éternité pourrait s'écouler alors que pour des êtres à l'extérieur du trou noir une fraction de seconde aurait passé. Ainsi, à l'intérieur de son univers la matière aurait eu le temps nécessaire pour se réarranger en planètes, soleils et galaxies. De même, la vie aurait eu le temps nécessaire pour se développer.

Lorsque notre observateur tourne son regard vers l'extérieur du trou noir il peut admirer son propre univers en plus de percevoir les corps céleste de notre univers (soleil, galaxie, etc). Rien n'empêcherait la lumière qui a été piégée par le trou noir d'être perçue par notre observateur. Il voit donc un univers s'étendre à l'infini autour de lui.

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Ainsi je n'arrive pas à trouver par quel moyen notre observateur réussirait à savoir qu'en réalité il se trouve à l'intérieur d'un trou noir. Qu'il habite en fait un univers en contraction inclus dans un autre univers. J'ai beau chercher je ne trouve pas.

...et ça commence à m'inquiéter
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[invite4613cb39]

Bonjour,

Je n'ai évidemment pas fait les calculs mais il me paraît probable que ton observateur soit confronté à une forte anisotropie de l'espace : il ne devrait pas pouvoir observer grand chose dans la direction de la singularité (une bonne partie de la lumière ne lui parvenant tout simplement pas). En outre le redshift qu'il observerait en direction de la singularité serait probablement bien différent de celui observé dans la direction opposée.

Tout cela n'est évidemment pas trés scientifique mais dans le cadre d'un scénario on peut tout se permettre...

[mach3]

Donc pour lui une éternité pourrait s'écouler alors que pour des êtres à l'extérieur du trou noir une fraction de seconde aurait passé

mais c'est en réalité le contraire qui se passe. Une éternité se déroule dans l'univers alors qu'une fraction de seconde passe pour l'observateur qui tombe dans le trou noir.

m@ch3

[akla]

Ainsi je n'arrive pas à trouver par quel moyen notre observateur réussirait à savoir qu'en réalité il se trouve à l'intérieur d'un trou noir. Qu'il habite en fait un univers en contraction inclus dans un autre univers. J'ai beau chercher je ne trouve pas.

...et ça commence à m'inquiéter

Bonjours QuébecEcho,

Du à la nécessité d`un scénario, je ne m`en tiens qu`au conséquences externe possible théoriquement.

Il parraît qu`il y a émission de rayon X lorsqu`une particule tombe dans un troue noir juste avant la barrière de non-retours, ceci pourrait être un indicateur pour l`observateur qu`il ce situe dans un trou noir, aussi un autre facteur est que cette émission est sporadique du a une accélération non constante faisan varier l`émission de rayon X en faisant varié la température.

[A voir en vidéo sur Futura]

[QuébecEcho]

Bonjour Bnl,
merci beaucoup de répondre.

Je n'ai évidemment pas fait les calculs ...

Ouf! je t'en remercie, je sais compter mais je n'ai jamais eu l'opportunité de faire mes classes (dixit Bohort ) en mathématiques.

... il me paraît probable que ton observateur soit confronté à une forte anisotropie de l'espace : il ne devrait pas pouvoir observer grand chose dans la direction de la singularité (une bonne partie de la lumière ne lui parvenant tout simplement pas).

Dans son univers la singularité se présenterait probablement comme un ...trou noir. Pas très volumineux et très absorbant. Impossible de seulement s'en approcher de trop près.

Il me semble que la lumière qui ne serait pas en ligne directe pourrait parvenir jusqu'à l'œil de l'observateur. Es-tu d'accord ?

...mais il me paraît probable que ton observateur soit confronté à une forte anisotropie de l'espace [...] En outre le redshift qu'il observerait en direction de la singularité serait probablement bien différent de celui observé dans la direction opposée.

Je me le demande justement. Il me semble que le redshift serait similaire en direction ou non de la singularité. à distance égale, la différence d'accélération entre l'observateur et le point observé présenterait une différence similaire mais opposée (du côté singularité l'accélération serait plus rapide et de l'autre elle serait plus lente). Après tout, nous existons dans un univers en expansion. Selon la théorie du Big bang tout l'univers serait issu d'un point unique. Pourtant il est impossible de connaitre ce point car à cause de cette expansion les étoiles s'éloignent les unes des autres dans toutes les directions. L'univers n'a pas de centre.

Un instant ! La solution est peut-être justement là. Le long d'un axe qui traverserait la singularité il y aurait peut-être un redshift de même grandeur, mais si les observations sont faites à angle droit de cet axe les étoiles vont se rapprocher et non plus s'éloigner. Est-ce que ça se tient ?

André

[QuébecEcho]

Bonojur mach3,
merci beaucoup d'avoir répondu.

mais c'est en réalité le contraire qui se passe. Une éternité se déroule dans l'univers alors qu'une fraction de seconde passe pour l'observateur qui tombe dans le trou noir.

Parfois je me sens pousser de longues oreilles grises !

Tu as raison bien sûr. Je me suis affreusement mal exprimé (ça promet pour la nouvelle...). En y réfléchissant bien, je crois avoir compris où j'ai fait erreur. L'idée que je voulais maladroitement avancer était que durant sa chute vers la singularité, la matière aurait pu avoir le temps de se réorganiser en un nouvel univers.

Plus la matière s'approche de l'horizon du trou noir, plus sa vitesse augmente et son temps se ralentit (selon notre référentiel). Dans le même ordre d'idées, plus il approche, plus la gravité augmente elle aussi, accroissant d'autant le ralentissement temporel. La durée de la chute devrait ainsi être de plus en plus longue. Mais la matière finira tout de même par "y passer" (les faits le prouvent).

Une fois l'horizon franchi notre éventuel observateur (probablement en bien piteux état je te l'accorde) devrait continuer de tomber vers le centre du trou noir. Les effets décrits ci-haut s'accentuant encore plus, il lui faudra une véritable éternité avant de finir par atteindre la singularité.

Mon beau raisonnement péchait donc au niveau du référentiel. L'éternité ne sera percue que pour nous alors que mon observateur n'aurait pas de temps de dire ouf qu'il serait en traine de se "singulariser"...

Est-ce que mon raisonnement est juste? Est-ce bien ainsi que les choses se passeraient?

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Et on pourrait en conclure également que toujours selon notre référentiel, la matière prendrait tellement de temps à tomber vers le centre du trou noir qu'elle ne l'atteindrait jamais. Si cela est vrai, cette fameuse singularité ne serait rien de plus qu'une vue de l'esprit, un concept mathématiquement viable, mais sans existence réelle ? <par pitié faites que ça ne soit pas si bête que ça. Après les oreilles grise, je n'ai pas envie de braire.>

André

[QuébecEcho]

Bonjour Ajla
le monde est petit.

Il parraît qu`il y a émission de rayon X lorsqu`une particule tombe dans un troue noir juste avant la barrière de non-retours, ceci pourrait être un indicateur pour l`observateur qu`il ce situe dans un trou noir, aussi un autre facteur est que cette émission est sporadique du a une accélération non constante faisan varier l`émission de rayon X en faisant varié la température.

Des émissions gamma seraient en effet perçues par l'observateur, reste à voir comment il réussirait à interpréter cela.

Ce que je suis moins sûr de bien comprendre cependant c'est cette notion d'accélération non constante. Veux-tu dire que comme l'observateur chute vers la singularité, il sera soumis à une accélération toujours croissante? Si c'est le cas ce changement serait tellement lent qu'il serait imperceptible pour lui. (Par contre cette notion de durée subjective vient de sérieusement se faire malmener par mach3 'the killer' ).

Si ce n'est pas ça, serais-tu assez aimable pour mieux me faire comprendre ta pensée?

Amicalement, André

[mach3]

Et on pourrait en conclure également que toujours selon notre référentiel, la matière prendrait tellement de temps à tomber vers le centre du trou noir qu'elle ne l'atteindrait jamais. Si cela est vrai, cette fameuse singularité ne serait rien de plus qu'une vue de l'esprit, un concept mathématiquement viable, mais sans existence réelle ?

n'étant pas spécialiste c'est ce que j'ai cru comprendre de récentes discussions sur le sujet, mais je n'ai pas réussi à avoir un avis bien net la-dessus. Pour un observateur extérieur la matière tombant sur le trou noir s'immobilise sur l'horizon et la seule raison pour laquelle on la voit disparaitre c'est le red-shift gravitationnel intense qui transforme toute lumière "visible" de cette matière en ondes radio à très basse fréquences.

On peut montrer en revanche qu'un observateur tombant sur le trou noir est censé atteindre la singularité en un temps propre fini. Mais en considérant l'évaporation de Hawking des trous noirs, l'histoire se complique. En effet il est fort possible que le trou noir se soit évaporé avant que la matière atteigne la singularité : à une chute de durée finie vers la singularité correspond un temps infini (je ne suis pas très sur pour le infini, mais très long en tout cas) pour un observateur extérieur qui lui aura le temps de voir le trou noir s'évaporer (au bout d'un temps infini ça se sera forcément produit).

m@ch3

[QuébecEcho]

Merci beaucoup mach3,
Tes réponses sont lumineuses.
Zut! Mon beau scénario est à l'eau.
...Mais au moins je n'ai pas à me mettre à braire.

Je vais continuer mes investigations trou noiresques... par simple curiosité.

[akla]

Si ce n'est pas ça, serais-tu assez aimable pour mieux me faire comprendre ta pensée?

Amicalement, André

Re bonjour,

En fait j`ai essayer de me mettre à la place d`un observateur et tenter d`hypothéser sur qu`elle différence il y a entre l`intérieur et l`extérieur du trou noir qui pourrait atteindre l`observateur de façon à ce qu`il puisse savoir qu`il est à l`intérieur du point de non retours. Selon la nasa les rayons X sont émise de façon non constante ce qui oblige une quantité de rayon allant vers l`observateur et une quantité ne pouvant être observer car ce situerai dans le cas de votre scénario de l`autre coté du mur de Planck, par conséquent j`ai cru logique de dire que si la quantité et la variabilité des rayon X peuvent être mesuré du point de vue de l`observateur elles pourraient êtres correlées à celle ce situant de l`autre coté de l`Horizon.

[akla]

On peut montrer en revanche qu'un observateur tombant sur le trou noir est censé atteindre la singularité en un temps propre fini. Mais en considérant l'évaporation de Hawking des trous noirs, l'histoire se complique. En effet il est fort possible que le trou noir se soit évaporé avant que la matière atteigne la singularité : à une chute de durée finie vers la singularité correspond un temps infini (je ne suis pas très sur pour le infini, mais très long en tout cas) pour un observateur extérieur qui lui aura le temps de voir le trou noir s'évaporer (au bout d'un temps infini ça se sera forcément produit).

m@ch3

Bonjour mach3,

Pourquoi n`y aurait-il pas un autre, a la place d`une évaporation, big crunch de cet univers à l`intérieur de ce trou noir?

[aiolia]

Dans son univers la singularité se présenterait probablement comme un ...trou noir. Pas très volumineux et très absorbant. Impossible de seulement s'en approcher de trop près.

Non, dans son univers il ne verrait tout simplement pas la singularité. Passé l'horizon, les rayons ne peuvent que s'approcher de plus en plus de la singularité, jamais s'en éloigner ( même "temporairement" ).

Il me semble que la lumière qui ne serait pas en ligne directe pourrait parvenir jusqu'à l'œil de l'observateur. Es-tu d'accord ?

En effet

Une fois l'horizon franchi notre éventuel observateur (probablement en bien piteux état je te l'accorde) devrait continuer de tomber vers le centre du trou noir. Les effets décrits ci-haut s'accentuant encore plus, il lui faudra une véritable éternité avant de finir par atteindre la singularité.

Vu de l'extérieur, c'est pour atteindre l'horizon ( et non pas la singularité ) que l'observateur mettra un temps infini. Par contre l'observateur, dans son référentiel, mettra un temps fini à franchir l'horizon et à atteindre la singularité (et à moins que le trou noir soit gigantesque, ce temps sera plutôt court).

Mon beau raisonnement péchait donc au niveau du référentiel. L'éternité ne sera percue que pour nous alors que mon observateur n'aurait pas de temps de dire ouf qu'il serait en traine de se "singulariser"...

Pas forcément, tout dépend la taille du trou noir. Mais dans la plupart des cas effectivement ça risque d'être assez rapide.

Si cela est vrai, cette fameuse singularité ne serait rien de plus qu'une vue de l'esprit, un concept mathématiquement viable, mais sans existence réelle ?

la "singularité" ( qui en réalité n'en est probablement pas une, celà désigne simplement le fait qu'il y'a une incohérence à vouloir la décrire avec des outils inapropriés) n'est pas une vue de l'esprit, pour l'observateur tombant dans le TN elle serait bien réelle. Mais malheureusment, tout ceci est sans tenir compte du rayonnement de Hawkings qui de toutes façons rendrait caduque tout tentative de franchir l'horizon d'un TN.

En effet il est fort possible que le trou noir se soit évaporé avant que la matière atteigne la singularité
m@ch3

Le trou noir se sera même évaporé avant que la matière atteigne l'horizon.

[QuébecEcho]

Bonjour aiolia,
Ne retournes pas le fer dans la plaie, je sais bien (maintenant) que raisonnement était faux. Bof, presque rien, seulement une inversion des effets du temps.
Pas de quoi s'énerver. Après tout les politiciens font ça tout le temps lorsqu'ils nous expliquent ce qu'il nous faudra payer pour leur projets pharaoniens.

Vu de l'extérieur, c'est pour atteindre l'horizon ( et non pas la singularité ) que l'observateur mettra un temps infini. Par contre l'observateur, dans son référentiel, mettra un temps fini à franchir l'horizon et à atteindre la singularité (et à moins que le trou noir soit gigantesque, ce temps sera plutôt court).
[...texte effacé]
Mais malheureusment, tout ceci est sans tenir compte du rayonnement de Hawkings qui de toutes façons rendrait caduque tout tentative de franchir l'horizon d'un TN.
[...texte effacé]
Le trou noir se sera même évaporé avant que la matière atteigne l'horizon.

Dans ces énoncés, il y a des choses qui me chiffonnent:

• Si les objets prennent un temps à se faire absorber comment se fait-il que les trous noirs augmentent leur masse?
• Comment deux trous noirs peuvent-ils fusionner?
• J'ai lu que les effets de marée sont moins prononcés au voisinage d'un trou noir très massif car la déformation spatiale (par la gravitation) serait plus "égale", plus "lisse". Bref un corps pourrait passer l'horizon sans se faire détruire. Si cela était un cosmonaute se lance en direction du trou noir et le voir disparaître?

Je ne doute pas de ton raisonnement, je doute plutôt du mien, il y a quelque chose que je ne comprends pas, et mes dernières recherches ne m'ont pas aidées.

Décidement, plus on en appernd moins on en sait...

Amicalement
André

[mach3]

Si les objets prennent un temps à se faire absorber comment se fait-il que les trous noirs augmentent leur masse?

ben tous les objets qui "trainent" sur l'horizon, c'est ça la masse du trou noir.

m@ch3

[Deedee81]

ben tous les objets qui "trainent" sur l'horizon, c'est ça la masse du trou noir.

Bonjour,

Tout à fait.

Une grande partie de ce type d'incompréhension (et d'erreurs de raisonnement) est qu'il est très difficile de raisonner sans "absolu", sans imaginer "une vue globale instantanée". Or, en RG, en général c'est une erreur. En particulier avec les TN ou l'espace-temps est si déformé. Il faut raisonner localement. Toujours. C'est la seule chose physiquement sensée en RG.

Pour un observateur extérieur, on dit souvent "pour lui celui qui approche du TN met un temps infini pour franchir l'horizon". C'est vrai, mais quel sens physique réel donner à ça ? L'observateur extérieur ne peut avoir d'information que par (par exemple) des signaux émit par le voyageur. Et avec le redshift et la dilatation du temps, il va vite ne plus rien recevoir du tout (et ça va très vite, arrivé à quelques km du TN, en chute libre, le temps "d'extinction" se chiffre en milisecondes pour celui qui observe de loin).

En réalité, physiquement, pour celui qui observe de loin, le TN et son voyageur devient totalement impossible à distinguer d'un TN tout court. Et il ne peut estimer sa masse que par l'analyse d'orbites et cela va bien sûr donner une masse englobant TN et voyageur.

En sommes, la seule chose physiquement sensée que peut voir l'observateur, c'est les signaux et la structure de l'espace-temps local (le champ gravitationnel "fossile" de la masse + voyageur en effondrement, j'aime bien ce terme qui est de Gwyddon je crois ). Il est erroné de considérer le tout : TN + voyageur + observateur, comme disposé sur une scène de théatre dont on pourrait considérer l'évolution à temps imposé. On arrive a des choses incompréhensibles. C'est presque un credo en RG : globalement, regardez seulement la variété espace-temps, physiquement, raisonnez localement.

Et tout ceci reste vrai avec l'évaporation. Dans ce cas, seul le point de vue du voyageur change (s'il survit ). Pour l'observateur extérieur : un "vrai" TN ou un corps en effondrement qui va entièrement s'évaporer dans un futur lointain, il n'y a aucune différence (sauf s'il arrive à capter cet infime rayonnement !)

P.S. j'apportais seulement des précisions et je ne prend pas position sur le débat en cours (univers dans un TN)

[aiolia]

J'ai lu que les effets de marée sont moins prononcés au voisinage d'un trou noir très massif car la déformation spatiale (par la gravitation) serait plus "égale", plus "lisse". Bref un corps pourrait passer l'horizon sans se faire détruire.

Oui, plus un TN est massif, moins il est dense (car le rayon d'un TN est directement proportionnel à sa masse, chose assez étrange par rapport à un objet classique) et plus les effets de marée seront faibles à l'horizon

Si cela était un cosmonaute se lance en direction du trou noir et le voir disparaître?

Heu, je n'ai pas bien compris la question telle quelle mais si je la traduit comme ça : "Si cela était vrai, un cosmonaute se lançant en direction du trou noir le verrait disparaître ?" la réponse est oui, il le verrait s'évaporer mais par contre je ne vois pas le rapport avec le fait qu'il soit supermassif ou non (mis à part le fait que le temps d'évaporation dépend de la masse du TN, mais dans tous les cas elle se produira quand même).

[QuébecEcho]

Bonjour,
merci M@ch3 et Deedee81, je comprend mieux à présent ce concept d'horizon. Lorsqu'on jongle avec des notions aussi démesurées et étranges que celles des trous noirs, il est bien difficile d'empêcher l'esprit (le mien en tout cas) de rechercher la sécurité des rails plus familiers d'une physique plus "conventionnelle".

P.S. j'apportais seulement des précisions et je ne prend pas position sur le débat en cours (univers dans un TN)

Ne t'en fais pas avec ça Deedee81. Dès le message #3 m@ch3 a envoyé mon beau scénario au tapis pour le compte.
Ça m'a fait un peu mal au cœur, je l'aimais bien cette histoire. Mais je préfère infiniment l'abandonner maintenant que de l'écrire pour ensuite m'apercevoir de l'ineptie de l'idée de base...

Heu, je n'ai pas bien compris la question telle quelle mais si je la traduit comme ça : "Si cela était vrai, un cosmonaute se lançant en direction du trou noir le verrait disparaître ?"

Zut! je relis pourtant mes message pour éviter des coquilles pareilles. Alors pour répondre à ta question, oui c'était bien ce que ça voulait dire.

Oui, plus un TN est massif, moins il est dense (car le rayon d'un TN est directement proportionnel à sa masse, chose assez étrange par rapport à un objet classique) et plus les effets de marée seront faibles à l'horizon

Heu, je n'ai pas bien compris la question telle quelle mais si je la traduit comme ça : "Si cela était vrai, un cosmonaute se lançant en direction du trou noir le verrait disparaître ?" la réponse est oui, il le verrait s'évaporer mais par contre je ne vois pas le rapport avec le fait qu'il soit supermassif ou non (mis à part le fait que le temps d'évaporation dépend de la masse du TN, mais dans tous les cas elle se produira quand même).

Le fait que le trou noir soit supermassif permettrait à notre voyageur de s'approcher sans (trop) se faire déchiqueter par les forces de marée puisque ces dernières seraient plus faibles. (Essaie si tu ne me crois pas.)

L'idée était que j'essayais de me mettre dans la peau d'un cosmonaute (je suis très imaginatif) qui se dirige vers un trou noir supermassif. Il avance, il prend de la vitesse il voit le temps du reste de l'univers (derrière lui) s'emballer. Le trou noir remplit tout son horizon, sa vitesse s'accélère encore lorsque soudain ... (Rhaaaaaah! le suspense est à son comble)
POUF ! Plus de trou noir, il s'est évaporé !
(Bon! D'accord! Peut-être qu'il verrait plutôt le trou noir se "dégonfler progressivement mais vous comprenez l'idée...) Je me doute bien, que c'est absurde, mais je n'arrives pas à comprendre pourquoi.
...Et ça fait bobo à mon égo

Vous vous souvenez quand je vous disait que l'esprit vacille parfois devant de telles abstractions.

[Deedee81]

Bonjour,

Le fait que le trou noir soit supermassif permettrait à notre voyageur de s'approcher sans (trop) se faire déchiqueter par les forces de marée puisque ces dernières seraient plus faibles. (Essaie si tu ne me crois pas.)

Je confirme mais.... voir ci-dessous.
(tu sais, aiolia disait la même chose )

L'idée était que j'essayais de me mettre dans la peau d'un cosmonaute (je suis très imaginatif)

et très suicidaire

(Bon! D'accord! Peut-être qu'il verrait plutôt le trou noir se "dégonfler progressivement mais vous comprenez l'idée...) Je me doute bien, que c'est absurde, mais je n'arrives pas à comprendre pourquoi.

Moi, ça me va.

Mais note que les effes de marrée vont devenir de plus en plus forts, il va même s'approcher de la singularité très très près (aussi près que possible, n'oublions pas aussi la contraction des longueurs, aussi bien son nez que son c.. frôle l'horizon). Donc, raté pour la précaution du TN supermassif

Sans compter qu'il va se faire griller.... (par l'évaporation + le rayonnement extérieur, fait pas bon vivre au bord d'un TN).

En fait, je n'en suis pas sûr, c'est à calculer (et difficile car on touche du doigt la RG quantique là), mais je pense que pour ce qui est de résultat final il n'y a pas de différence entre cette situation et celle où il passerait vraiment l'horizon et atteindrait la singularité puis le TN s'évaporerait.

Vous vous souvenez quand je vous disait que l'esprit vacille parfois devant de telles abstractions.

C'est vrai que ça donne un peu le vertige. Même si je connais assez bien le sujet des TN, j'ai sans arrêt peur de dire une énormité (c'est vite fait dans ces conditions franchement exotiques et sans passer par un calcul sérieux)

[QuébecEcho]

Bonjour Deedee81,

Sans compter qu'il va se faire griller.... (par l'évaporation + le rayonnement extérieur, fait pas bon vivre au bord d'un TN).

Actuellement, nous éprouvons les plus grandes difficultés à percevoir le rayonnement du trou noir (en fait on ne détecte encore rien du tout si je ne m'abuse). Mais le voyageur (suicidaire je te l'accorde. Ou alors très très très bien équipé ) qui s'approche du TN voit son temps se contracter fortement, le trou noir ne serait plus noir, il brillerait de mille feux... (Pas nécessairement dans le spectre visible mais il émettrait en chien).

Donc notre (de plus en plus) improbable cosmonaute, fait une ballade. Sans sans rendre compte, il fonce droit sur un trou noir (il a une bonne excuse pour cela, il ne l'avait pas vu) (.. ben oui puisqu'il est noir). Alors qu'il se demande pourquoi il a perdu le contact radio (effets relativistes du temps), il apercoit un corps se mettre à briller de plus en plus intensément tout en rapetissant de concert.

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Se pourrait-il que :

• Plus le pauvre type s'approche de l'horizon, plus le trou noir s'évapore
• Le TN étant moins massif, l'horizon recule donc
• Puisque l'horizon recule, les effets relativiste diminuent un peu, juste assez pour que le type puisse suivre le mouvement.

Comme ce phénomène se poursuit :

• Comme le TN diminue de diamètre les effts de marée s'accentuent
• Notre "Flash Gordon" se fait étirer de tout côté.
• ... et une belle facture de chiro pour notre imprudent voyageur.

Je sais que c'est du pur délire, mais une façon de vérifier qu'on a bien saisi un concept est de le "mettre en situation".
En tous cas ces discussions m'ont beaucoup appris sur les TN et sur les effets relativistes extrêmes.

En fait, je n'en suis pas sûr, c'est à calculer (et difficile car on touche du doigt la RG quantique là), mais je pense que pour ce qui est de résultat final il n'y a pas de différence entre cette situation et celle où il passerait vraiment l'horizon et atteindrait la singularité puis le TN s'évaporerait.

Je me demandais justement d'où sortait cette notion de trou de ver que les "matheux" physiciens ne rejettent pas d'emblée (sans non plus les cautionner).
Une autre terra incognita.

C'est vrai que ça donne un peu le vertige. Même si je connais assez bien le sujet des TN, j'ai sans arrêt peur de dire une énormité (c'est vite fait dans ces conditions franchement exotiques et sans passer par un calcul sérieux)

...une énormité hypermassive...

Pourtant j'ose croire que de compétents physiciens veillent sur nous et parcourant nos post, n'hésiteront pas à nous reprendre si nous errons dans nos raisonnements.

...ou alors ils sont mort de rire...

[Deedee81]

Salut,

Se pourrait-il que :

• Plus le pauvre type s'approche de l'horizon, plus le trou noir s'évapore
• Le TN étant moins massif, l'horizon recule donc
• Puisque l'horizon recule, les effets relativiste diminuent un peu, juste assez pour que le type puisse suivre le mouvement.

Je pense (mais toujours avec les réserve d'usage) qu'il s'approchera plus vite que l'horizon ne diminuera. Ce n'est pas si difficile à calculer cette fois ("yaka" comparer la diminution du TN par évaporation à la Hawking avec la géodésique de chute libre, un peu plus complexe vu que le TN n'est plus statique, mais bon, c'est abordable. Mais même comme ça, pffff, j'ai pas vraiment envie de me lancer dans ce calcul ).

Comme ce phénomène se poursuit :

• Comme le TN diminue de diamètre les effts de marée s'accentuent
• Notre "Flash Gordon" se fait étirer de tout côté.
• ... et une belle facture de chiro pour notre imprudent voyageur.

Hélas pour notre pauvre homme

Je me demandais justement d'où sortait cette notion de trou de ver que les "matheux" physiciens ne rejettent pas d'emblée (sans non plus les cautionner).
Une autre terra incognita.

La physique est invariante par renversement du temps, l'inverse d'un TN c'est un "trou blanc". Jamais observé (les conditions de formation sont toujours ad hoc, je n'ai jamais creusé mais cela doit être pour des raisons statistiques, comme pour l'entropie). De plus, certains TN (un TN de von Neuwman par exemple) peuvent avoir un "pont" entre TN et trou blanc, soit un "trou de ver".

Mais notons qu'il y a une sacrée marge entre un corps en effondrement qui forme un TN et un tel TN un peu idéalisé, hypothétique, tout formé avec des bizarreries style "pont de Einstein-Rosen" (c'est le nom). Un corps en effondrement sans rotation, par exemple, a une géométrie de Schwartzchild à l'extérieur de la matière et proche de Friedmann à l'intérieur de la matière (même si celle-ci est déjà sous l'horizon). Donc, tintin pour le pont.

Bref, les trous de ver c'est vraiment une hypothèse théoriquement possible mais pratiquement difficile à concevoir.

Pourtant j'ose croire que de compétents physiciens veillent sur nous et parcourant nos post, n'hésiteront pas à nous reprendre si nous errons dans nos raisonnements.

J'en suis sûr J'ai déjà eut l'occasion de discuter avec quelques pontes nettement plus calés que moi depuis que je fréquente Futura (alors que cela m'est rarement arrivé sur les forums publics, en fait, en matière de TN, je n'en connaissais qu'un seul).

Je connais assez bien les TN (pour avoir potassé plusieurs cours/bouquins, comme le cours de Bernard Linet, le livre Gravitation de Thorne, Misner et Wheeler, le livre "la relativité générale" de E.Elbaz, le livre sur le calcul tensoriel pour physicien de Hladik, etc.... etc... + des articles).

Mais ce n'est pas scolaire (à la fac, la RR c'était déjà cours, alors la RG !!!) et je ne suis pas "du métier" (je suis fonctionnaire à l'agriculture). Alors, j'ai forcément des "trous" (pas noirs , mais dans mes connaissances).

...ou alors ils sont mort de rire...

Alors, là, j'en suis même sûr

[Rhedae]

Salut,

Et au niveau temporel, que se passe t-il entre l'horizon, et le centre du trou noir ? Comment se comporte le tissus temporel ? J'ai dans l'idée que le temps devrait être très décéléré vers le centre par rapport à l'horizon , un peu comme ce qui se passe avec des objets qui approcheraient une vitesse relativiste, non ?

[Deedee81]

Bonjour,

Et au niveau temporel, que se passe t-il entre l'horizon, et le centre du trou noir ? Comment se comporte le tissus temporel ? J'ai dans l'idée que le temps devrait être très décéléré vers le centre par rapport à l'horizon , un peu comme ce qui se passe avec des objets qui approcheraient une vitesse relativiste, non ?

Oulàlà, j'ai du mal à comprendre tes questions :
- qu'est-ce qu'un "tissu temporel" ?
- c'est quoi le "comportement" d'un tissu temporel ?
- C'est quoi un temps décéléré, tu veux dire "dilaté" ? (hum, oui, bien entendu puisque tu parles du cas relativité restreinte, mais je laisse la question)

Bon, en attendant les précisions, ce que je peux dire c'est que :
- Oui, la dilatation du temps est plus forte sous l'horizon.... en principe. Pourquoi est-ce que je dis "en principe" ? Car à l'horizon (pour un observateur extérieur) la dilatation du temps est infinie. Et c'est "encore pire" sous l'horizon : voilà on ne peut plus absurde Notons que cette curiosité se voit dans les coordonnées de schwartzchild (la coordonnée t devient une coordonnée d'espace sous l'horizon, elle change de signification physique, et la coordonnée r (le rayon) devient une coordonnée temporelle (hé oui)).
- Alors quoi ? En fait, ça n'a pas d'importance car un tel individu est toujours coupé causalement de l'extérieur. Or la dilatation du temps, c'est toujours une notion relative. Donc, ici on ne peut en parler.
- En plus, en RG, difficile de comparer des individus éloignés (sauf par échange de signaux, ce qui, à nouveau, devient impossible une fois l'horizon franchit).
- Pire : les géodésiques sont vraiment à sens unique sous l'horizon, vers le centre. Pas moyen de renvoyer un signal "vers l'arrière".
- Par contre, on peut toujours raisonner localement et pour un tel voyageur son temps propre est évidemment inaffecté. Mais le voyage sera cours (de l'ordre du millième de seconde au maximum, quelle que soit le chemin emprunté, pour atteindre le centre une fois passé l'horizon, pour un TN de masse stellaire. Quelques heures pour un supermassif.

Ca te donne une idée du "tissu" (si c'est ça que tu veux dire) : en quelque sorte, passé l'horizon, le temps est croissant de l'horizon vers le centre (alors que dans l'espace ordinaire le sens d'écoulement du temps n'est pas lié à la direction dans l'espace). C'est consistant avec ce que je disais pour les coordonnées. C'est vrai que c'est bizarre et difficile à visualiser. Les TN sont des monstres aussi pour l'esprit Je crois qu'on arrive à se faire une idée potable qu'en jonglant avec les diagrammes dans différentes coordonnées (Schwartzchild, Kruskal, etc.) Même comme ça c'est pas évident (notre esprit est rétif à de telles situations).

Quand j'aurai des précisions sur ton interrogation, on pourra continuer. A moins que tu aies d'autres explications d'ici là. C'est le week end dans 5 minutes

A lundi tout le monde,

[acropole]

Salut,

Personnellement j'ai une petite idée pour les trous blancs, mais j'aimerais avoir confirmation d'un expert

Si le temps et l'espace s'inversent dans un trou noir il n'est pas impossible qu'une dimension d'espace et le t'emps s'échangent, l'une devenant l'autre.

Du coup, vu les histoires d'univers dans les trous noir, les trous blancs seraient en fait des big bang. Tout en sort mais rien ne peux y entrer car ce n'est pas la gravitation ou une autre force qui "repousse", mais le temps.
Comme on ne peut pas remonter le temps, on ne peux pas traverser le trou blanc (big-bang) ce qui reviendrait a voyager dans le temps jusqu'avant l'effondrement du trou noir ayant donné naissance a l'univers et entrer dans l'univers parent en sortant du trou noir.

[QuébecEcho]

Je pense (mais toujours avec les réserve d'usage) qu'il s'approchera plus vite que l'horizon ne diminuera. Ce n'est pas si difficile à calculer cette fois ("yaka" comparer la diminution du TN par évaporation à la Hawking avec la géodésique de chute libre, un peu plus complexe vu que le TN n'est plus statique, mais bon, c'est abordable. Mais même comme ça, pffff, j'ai pas vraiment envie de me lancer dans ce calcul ).

C'est une chance que tu n'ai pas eu envie de te lancer dans de tels calculs, j'aurais été bien mal à l'aise d'avoir à t'avouer mon impuissance à les comprendre.

La physique est invariante par renversement du temps, l'inverse d'un TN c'est un "trou blanc". Jamais observé (les conditions de formation sont toujours ad hoc, je n'ai jamais creusé mais cela doit être pour des raisons statistiques, comme pour l'entropie). De plus, certains TN (un TN de von Neuwman par exemple) peuvent avoir un "pont" entre TN et trou blanc, soit un "trou de ver".

Mais notons qu'il y a une sacrée marge entre un corps en effondrement qui forme un TN et un tel TN un peu idéalisé, hypothétique, tout formé avec des bizarreries style "pont de Einstein-Rosen" (c'est le nom). Un corps en effondrement sans rotation, par exemple, a une géométrie de Schwartzchild à l'extérieur de la matière et proche de Friedmann à l'intérieur de la matière (même si celle-ci est déjà sous l'horizon). Donc, tintin pour le pont.

J'imagine que tu voulais parler des TN Kerr/Newman car je n'ai rien trouvé sur Neuwman...

De toutes façons, foin de mon amour propre, on touche là les limites de ma compréhension. Je suis d'une ignorance crasse en mathématiques et j'ai bien peur que rendu à ces niveaux cet outils ne soit rendu indispensable.

Je viens encore d'essayer de comprendre les subtilités d'un TN Kerr/Newman et je me suis fait un entorse au cortex.

Bref, les trous de ver c'est vraiment une hypothèse théoriquement possible mais pratiquement difficile à concevoir.

Mais non, c'est très facile au contraire ! Il n'y a qu'à demander à n'importe quel auteur de science fiction...

- Alors quoi ? En fait, ça n'a pas d'importance car un tel individu est toujours coupé causalement de l'extérieur. Or la dilatation du temps, c'est toujours une notion relative. Donc, ici on ne peut en parler.

Serait-il possible de développer ce point ? J'avoue que je reste perplexe.

Les règles de causalités ne s'appliqueraient-elles pas pour notre voyageur ? S'il se fout un gnon sur le nez, il va avoir mal au ronflant. Non ? (toujours dans l'éventualité qu'il lui reste un pif, bien entendu)

à moins que ne veilles insinuer que peu importe ce qui se passe dans un TN ça ne pourra en rien affecter notre univers (si on néglige l'hypothèse des trou de ver).

C'est vrai que c'est bizarre et difficile à visualiser. Les TN sont des monstres aussi pour l'esprit Je crois qu'on arrive à se faire une idée potable qu'en jonglant avec les diagrammes dans différentes coordonnées (Schwartzchild, Kruskal, etc.) Même comme ça c'est pas évident (notre esprit est rétif à de telles situations).

Mes cellules grises sont en train d'organiser une marche de protestation. Il parait que c'est l'hécatombe là-haut depuis que je m'intéresse aux trous noirs.

[Deedee81]

Bonjour,

Pour une fois j'fait un pt'tit passage du week-end

De toutes façons, foin de mon amour propre, on touche là les limites de ma compréhension. Je suis d'une ignorance crasse en mathématiques et j'ai bien peur que rendu à ces niveaux cet outils ne soit rendu indispensable.

Ce n'est rien, comme tu le vois moi c'est du coté orthographe que j'ai des problèmes :

J'imagine que tu voulais parler des TN Kerr/Newman car je n'ai rien trouvé sur Neuwman...

Ben oui

Serait-il possible de développer ce point ? J'avoue que je reste perplexe.

Oulàlà, oui, en effet. Il est vrai que ce mot (causalité) a plusieurs sens. Je ne parlais pas, bien entendu, de violation de la causalité (du genre avoir mal au pif avant le coup... quoi que ). Je voulais dire : plus de lien causal entre l'observateur extérieur et intérieur. Ils ne peuvent pas échanger de signaux (et pour cause, pour l'obsevateur extérieur l'autre ne passe pas l'horizon). Ils sont littéralement dans des "espace-temps différents" (c'est un peu abusif de dire ça, mais bon, et je n'essaye pas de restaurer le thème du fil là ). Et comme la dilatation du temps est un effet purement relatif (entre un objet et un observateur), ici, ce concept perd de son sens. La RR est déjà parfois déroutante (avec sa dilatation du temps et ses faux paradoxes), la RG c'est vraiment l'enfer de Dante

[QuébecEcho]

Bonjour à tous,
décidément, on va au fond des choses sur ce forum !

J'ai peut-être perdu un scénario mais en échange j'ai augmenté mes connaissances. Croyez-moi, j'y gagne au change!

En prime j'ai aussi trouvé un moyen spectaculaire et à scientifiquement cohérent de faire mourir un de mes "méchants" . Je pourrai décrire sa spectaculaire chute dans un trou noir hypermassif avec tout plein de détails croustillants whouahahahaaa (rire méphistophélique).

Je tiens à vous remercier BnL, m@ach3, Aiolia pour vos pertinentes interventions. Un merci spécial à Deedee81 pour sa patience et son dévouement.

Avec reconnaissance

André

[Rhedae]

Merci pour les explications

J'ai une autre question.
Est ce que le vide est comme les matières: comprimé vers le centre du TN ? Est- il possible si il est comprimé qu'il puisse libérer son énergie un jour ou l'autre et créait des zones d'espace l'inflationniste, un peu comme un ressort qui libérerait son énergie cinétique de façon brutale ou fluctuante? Est ce que la masse volumique des TN est toujours croissante ? Mais au fait que devient le concept de volume et de masse , de densité, si au delà de l'horizon, les donnés d''espaces sont converties en temps ?

[akla]

Bonjour à tous,
décidément, on va au fond des choses sur ce forum !

J'ai peut-être perdu un scénario mais en échange j'ai augmenté mes connaissances. Croyez-moi, j'y gagne au change!

En prime j'ai aussi trouvé un moyen spectaculaire et à scientifiquement cohérent de faire mourir un de mes "méchants" . Je pourrai décrire sa spectaculaire chute dans un trou noir hypermassif avec tout plein de détails croustillants whouahahahaaa (rire méphistophélique).....[]

André

Re-bonjour, En autant que ce méchant ne resurgisse pas, du à un trou de ver.... mais ceci serait dans l`épisode II

[Deedee81]

Bonjour,

J'ai une autre question.
Est ce que le vide est comme les matières: comprimé vers le centre du TN ?

Si tu parles du vide "classique" (versus quantique), non. En physique classique, le vide, c'est du vide. Du rien. Ca ne saurait se comprimer.

Il y a bien la contraction des longueurs en RG mais elle agit sur les objets, pas sur le vide, et elle est relative (comme en relativité restreinte, elle ne modifie pas réellement l'objet, seulement sa longueur par rapport à un observateur).

Il y a aussi un immense champ gravitationnel près centre, cela se manifeste dans la métrique et donc ces contractions des longueurs. Mais je n'appellerais pas vraiment ça du vide ni une compression. Juste un champ très intense.

Maintenant si tu parles du vide quantique, avec ses fluctuations, il peut y avoir une forme de "vide comprimé". Mais :
- Ce n'est pas dans le même sens que "comprimer un gaz" par exemple. Si on parle des fluctuations du champ électromagnétique (par exemple), on peut diminuer les fluctuations sur une composante du spin au détriment d'une autre. Cela permet d'améliorer la précision des mesures (forcément brouillées par ces fluctuations). Enfin, bref, quelle idée les physiciens ont eut d'appeller ça "compression du vide"
- Je ne sais pas du tout comment ça se passe de ce point de vue dans un TN !.

Est- il possible si il est comprimé qu'il puisse libérer son énergie un jour ou l'autre et créait des zones d'espace l'inflationniste, un peu comme un ressort qui libérerait son énergie cinétique de façon brutale ou fluctuante?

Non, d'après les explications ci-dessus. Mais on peut toujours spéculer D'autant que si inflation il y a eut, son mécanisme reste encore un peu mystérieux (présence d'une particule "exotique" ? Comme le "dilaton". Effet de la brisure de symétrie électrofaible ?). Et je serais bien incapable de dire ce qui se passe près de la singularité du TN de ce point de vue Qui sait (c'est un peu pour ça que je ne prenais pas position sur le sujet de "l'univers dans un TN", trop exotique, trop spéculatif pour que donner autre chose qu'une opinion

Est ce que la masse volumique des TN est toujours croissante ?

Oui, ou même plus précisément la surface de son horizon (c'est même un théorème d'après la RG et sans prendre en compte l'évaporation) et ..... non, car cette évaporation doit forcément faire maigrir un TN.

Mais au fait que devient le concept de volume et de masse , de densité, si au delà de l'horizon, les donnés d''espaces sont converties en temps ?

Ne t'en fait pas, il n'y a pas réellement inversion du temps et de l'espace. Le temps c'est le temps. Un voyageur qui tomberait dans un TN et passerait l'horizon, verrait sa montre continuer à marcher normalement.

Ce qui s'inverse ce sont les coordonnées de Schwartzchild. Sous l'horizon, la coordonnée "t" devient une coordonnée spatiale. Mais, bon, ce ne sont que des coordonnées, de simples variables utilisées pour étiquetter les événements. Tu peux voir ça comme un "mauvais" choix de coordonnées (il y a une infinité de choix possible). D'ailleurs une autre manifestation de ce problème est que les coordonnées deviennent infinies sur l'horizon. Pourtant il n'y a aucune singularité à l'horizon (un voyageur qui le passe ne s'en rendrait même pas compte). C'est un problème mathématique, pas physique, un peu comme les coordonnées de latitude et longitude qui deviennent singulières aux pôles (la longitude y est indéfinie). Alors que le pôle est juste un endroit comme un autre (on l'a juste choisi car c'est l'axe de rotation, mais on pourrait cartographier une boule qui ne tourne pas).

D'autres choix de coordonnées n'ont pas ces problèmes. Celui de Kruskal-Szekeres, très utilisé et très pratique, ne manifeste ni singularité à l'horizon ni "inversion du temps et de l'espace".

[Rhedae]

Salut,

C'est bizarre , j'avais entendu dire que la pression du vide (classique) séparant la terre du soleil par exemple n'était pas nulle.

Pour ce qui est du vide quantique dans les TN je pense S. Hawkin nous apporte des éléments biens intéressants:

"Dans le cas de l'effet Hawking, à l'horizon d'un trou noir, les forces de marée générées par le champ gravitationnel du trou noir sont si intenses qu'elles peuvent éloigner la particule de son antiparticule, avant qu'elles ne s'annihilent. L'une est absorbée par le trou noir, tandis que l'autre (la particule émise) s'en éloigne dans un sens opposé. De façon heuristique, l'énergie de la paire particule anti-particule, mesurée par un observateur situé loin du trou noir est négative, du fait que les deux particules sont piégées dans le puits de potentiel du trou noir. De façon schématique, il est possible que la répartition d'énergie au sein de la paire particule anti-particule donne à l'une des deux une énergie qui serait considérée comme positive par un observateur distant, c'est-à-dire lui permettant de s'échapper de son champ gravitationnel. Dans un tel cas, l'absorption de l'autre particule peut être vue comme l'absorption d'une particule d'énergie négative, produisant une diminution de sa masse. L'énergie des particules émises augmente avec la température du trou noir. En dessous d'une température limite, l'émission ne se fait qu'avec des particules de masse nulle comme les photons ou les gravitons (et éventuellement les neutrinos. Au dessus, l'émission de tous types de particules est possible, quoique ce régime ne concerne que la toute fin de l'évolution des trous noirs. Pendant le plus gros de leur existence, ceux-ci rayonnent des particules sans masse."

http://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_Hawking