La singularité du TN, représentée par un point de dimension infinitésimale, n'est que le résultat d'un point de vue théorique purement mathématique.Envoyé par nigues
Concrètement, on ne connaît pas l'état de la matière sous l'horizon, car nos connaissances de la MQ sont limitées pour ces cas extrêmes. Pour parler simplement, on ne connaît pas la pression qui serait nécessaire pour arriver à briser la force qui maintient les baryons en l'état.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
vu de l'observateur extérieur, l'horizon du TN ne peut que grandir en absorbant des masses. Par contre il a été généré par une étoile en effondrement et rien ne nous dit qu'aussitot l'horizon formé cet effondrement cesserait. N'est ce donc pas plutot le contraire, à savoir que la théorie dirait que le TN peut etre plein alors que la physique (intuitive) laisserait imaginer qu'il est rapidement quasi vide?
Ok, alors (justement comme dans l'article) définis ce volume intérieur par le temps. Cela ne change rien, c'est aussi une dimension...
Merci beaucoup tout d'abord pour ces explications!
Afin d'être sûrs de se comprendre, pourriez-vous svp prendre le temps de lire cet article , que j'ai cité maintes fois et que pas grand monde ne semble avoir lu, car il détermine bel et bien un volume (interprété?): "This characterisation provides a coordinate independent definition to the notion of “volume inside a sphere” which remains valid in the case of spherical black holes, and captures the idea of “how much space is inside”."... (Cette caractérisation fournit une définition indépendante des coordonnées de la notion de «volume à l'intérieur d'une sphère» qui reste valable dans le cas de trous noirs sphériques, et fixe l'idée de «combien d'espace est à l'intérieur)
Peut-etre que "The interesting aspect of this result is that the interior volume of the black hole is large and increases with time. The interior of a black hole “does not last long” in the sense that all timelike geodesics hit the singularity in a proper time of order m, but “is very big” in the sense that a spacelike region of very large volume fits in it" conforte le fait que ce "volume" soit dynamique, il ne "dure pas longtemps"?
Plus loin il est dit "La région intérieure d'un trou noir continue à augmenter rapidement, parce que l'horizon est une surface nulle sortante. Le fait que la zone de cette surface reste constante, ce qui est bien sûr, en raison de la courbure, ne contredit pas le fait qu'une surface nulle sortante renferme de plus en plus un volume important au fil du temps."
L'article ne parle pas d'un volume intérieur sphérique, mais le point important n'est pas la forme du volume ni son calcul mais sa taille considérable. Puis le sujet dérive vers les conséquences sur l'entropie du trou noir, et l'information qui n'y serait pas dégradée ni comptée comme entropie car l'horizon ne serait qu'apparent...
Dernière modification par pascelus ; 29/09/2018 à 10h39.
Je pense exactement l’inverse : pourquoi un objet de plus en plus dense se «viderait» d’un coup a partir l’une limite ? Ça va à l’encontre de la logique... par contre on peut supposer qu’il est «plein» et donc que tout ajout de matière va le faire gonfler (ce qui est conforme au calcul). Ce n’est pas forcément mon avis, mais une possibilité...
Trollus vulgaris
je sors de l oeuf et découvre l aberration relativiste de la lumiére..
si je tombe dans le trou noir,certain disent "je ne vois rien de spécial"..
mais en fait je vois un champ à 360° devant moi donc je vois toute la sphère univers visible boostée en niveau lumineux et pas "une soupe de quark gluonnique..." pas du noir en tous cas
Ca dépend où tu regardes non? En tout cas, un peu HS non?
comme presque tout le fil mais ça reste au fond du trou quand mêmeEn tout cas, un peu HS non?
enfin si je tombe,je regarde pas derriére moi
Dernière modification par zebular ; 29/09/2018 à 11h42.
Intuitivement il ne se vide pas, ce sont ses "vides" (inter atomes, inter quarks etc...) qui diminuent; donc effondrement semble rimer avec "diminution de taille". On parle d'un effondrement gravitationnel, c'est à dire la contraction d'un corps massif sous l'effet de sa propre attraction gravitationnelle.
Mais au delà d'une certaine limite, les composants ultimes de la matière n'étant pas ""du solide"" mais de l'énergie, l'effondrement pourrait "finir" par retrouver l'état initial de la matière, à savoir du vide hautement énergétique... Donc toujours "plus petit" jusqu'à 0
L'horizon gonfle, ça c'est conforme aux calculs, mais ce n'est pas une surface solide... par contre le devenir de la matière à l'intérieur reste bien spéculatif et la "bonne logique" pourrait bien etre la tienne...
'tain, deux fois que je fais une réponse "détaillée", et 2 bugs, du coup je fais concis en espérant que mon ordi veuille bien tenir un peu.
J'ai lu (parcouru est plus juste) ton lien, alors Rovelli ne parle pas de volume intérieur au sens usuel, genre l'intérieur d'une boule, mais plus dune surface volumique, genre un disque (donc qui pourrait être gigantesque, et d'épaisseur quasi-nulle). C'est justifié pour le but poursuivi par Rovélli, mathématiquement correct (je fais confiance), donc pose une bonne base pour son développement (c'est très souvent pratiqué ainsi), maintenant pour le coté physique, faut pas vouloir en tirer de signification, àmha, déjà, son modèle "n'existe pas" dans la nature...Et en RG pour le peu que j'en sache, des grandeurs comme "volume"(en rapport au sujet) ect c'est casse-gueule car dépendant du système de coord. Attends d'autres avis, n'ai pas le temps de "bien" regarder le papier...suis quelques centaines de crans en dessous, alors surement à coté.
Cool c'est passé
Dernière modification par didier941751 ; 29/09/2018 à 12h06.
La théorie ne peut pas dire cela...L'effondrement c'est quand la gravitation prend le dessus sur les autres interactions fondamentales, (donc prend le dessus sur la cohésion de la matière, peu importe la forme), dire qu'un TN est plein, c'est aussi pouvoir/devoir démontrer un mécanisme (ou une nouvelle force) permettant une certaine cohésion de la matière (peu importe la forme), et ça la théorie n'en parle pas...Pas son domaine.
La théorie s'arrétant à la singularité, rien n'est défini clairement concernant cette étape "ultime" de l'effondrement, c'est pour ça que j'ai pris des précautions en disant "peut etre plein", mais j'aurais pu écrire "plus probablement vide".
J'ai mis des guillemets autour de ultime car ça ne signifie surement pas que tout se fige alors.. c'était le sujet de mes prolongements spéculatifs sur l'analogie avec le BB....
Bon, plusieurs points :
Je parle d'une destruction mécanique due à des contraintes trop fortes, comme ce qui arrive à un astre qui dépasse la limite de Roche, et je ne parle pas spécifiquement d'objet autour d'un trou noir mais autour de toute masse. Dans les cas simples, c'est toujours la métrique de Schwartzschild à l'extérieur d'un astre et comme c'est la zone statique, il existe donc des lignes d'univers où la situation est statique, et donc des objets qui peuvent être statiques, sauf... si l'objet est trop grand et/ou avec les propriétés mécaniques qui ne vont pas.
Il y a des hypothèse dans le sens d'étoiles à quarks, mais ça ne résoud pas le problème.
Le truc à bien comprendre, c'est que pour qu'il n'y ait pas de singularité, il ne faut pas qu'il y ait d'horizon. L'un ne va pas sans l'autre. Si un astre est plus grand que son rayon de Schwartzschild, alors la métrique à l'extérieur est la même que dans la zone extérieure d'un trou noir, et elle est statique. Et la métrique à l'intérieur de l'astre peut être statique aussi (il faut juste que le matériau de l'astre résiste aux contraintes, et éventuellement sa dynamique interne, pour ne pas s'effondrer et voir son rayon descendre sous celui de Schwarzschild), donc l'astre est stable. Par contre si l'astre est plus petit que son rayon de Schwarzschild, alors il y a deux zones différentes à l'extérieur de l'astre, une statique au dessus de l'horizon et une dynamique entre la surface et l'horizon. A partir de là les carottes sont cuites, les conditions dynamiques mène à un effondrement inévitable, car les forces de marées vont augmenter au cours du temps (et il est impossible qu'elles n'augmentent pas car on est dans la zone dynamique) en chaque point de l'astre. Aucune structure ne peut subsister sous l'horizon, et le temps y est compté.
Donc, il faudrait, de toutes façons, que le rayon de l'astre supposé soit supérieur à son rayon de Schwarzschild. Eventuellement de pas grand chose, mais supérieur quand même. Or, le rayon de Schwarzschild augmente avec la masse. Si on double la masse, on multiplie le volume par grosso-modo 8, donc la densité est divisée par 4. Ces astres devraient donc avoir une densité indexée sur leur rayon, ce qui est un peu bizarre. Toujours est-il qu'il a été récemment démontré, à l'occasion de la chute d'une étoile sur lui qu'un candidat trou noir ne possédait pas de surface, ce qui ne laisse que la possibilité de l'horizon (qui est de toutes façons non observable).
raté, c'est une ligne, pas un point, et cette ligne si elle n'était pas singulière, serait de genre espace, pas de genre temps.
J'irais le faire, question de temps.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Tout ça sans connaître l'état de la matière sous l'horizon. Ca me laisse rêveur.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Un post de blog intéressant : http://dispatchesfromturtleisland.blo gspot.com/2011/10/black-hole-density-coincidence.html
Moins connu est le fait que, dans tous les trous noirs créés de la manière habituelle par l'effondrement gravitationnel d'une grande étoile (le seuil minimum pour que cela se produise est d'environ 3 masses solaires), la masse totale du trou noir divisée par le volume de la région dans l'horizon des événements est toujours inférieure ou égale à la masse volumique d'une étoile à neutrons, soit environ deux fois la densité de masse d'un noyau atomique typique.
La densité des trous noirs (sa masse divisée par le volume inclus dans l'horizon des événements) augmente à mesure que la masse des trous noirs diminue. À environ 3 masses solaires, la masse d'un trou noir divisée par son volume d'horizon d'événement est comparable à la densité d'un noyau atomique et les trous noirs plus grands sont moins denses qu'un noyau atomique.
Les étoiles les plus denses dont nous sommes certains (environ 2 000 observées) sont des étoiles à neutrons, dont le rayon est estimé à 12-15 km ou moins. Une étoile à neutrons typique a une masse comprise entre 1,35 et environ 2,0 masses solaires, avec un rayon correspondant d'environ 12 km. Les étoiles à neutrons ont globalement une densité de 3,7 à 5,9 × 1017 kg/m3, ce qui est comparable à la densité d'un noyau atomique (3 × 1017 kg/m3).
Si aucun trou noir primordial n'existe, cela impliquerait qu'il n'y a rien dans l'univers macroscopique ayant une densité observable beaucoup plus grande qu'une étoile à neutrons ou plus de deux fois la densité d'un noyau atomique.
Black Holes and Neutron Stars
Less well known is the fact that in all black holes created in the usual way, through the gravitational collapse of a large star (the minimum threshold for this to happen is about 3 solar masses), the total mass of the black hole divided by the volume of the region within the event horizon is always less than or equal to the mass density of a neutron star, which are predicted to be up to about twice the mass density of a typical atomic nucleus.
The density of black holes (measured by its mass divided by the volume included in the event horizon) increases as black hole mass decreases. At about three solar masses (6*10^30 kg), the mass of a black hole divided by its event horizon volume is comparable to the density of an atomic nucleus, and larger black holes are less dense than an atomic nucleus.
The most dense stars we are pretty sure exist (about 2,000 of them that have been observed) are neutron stars, which are estimated to be on the order of 12-15 km or less in radius:A typical neutron star has a mass between 1.35 and about 2.0 solar masses, with a corresponding radius of about 12 km.
Neutron stars have overall densities . . . of 3.7×10^17 to 5.9×10^17 kg/m3 (2.6×10^14 to 4.1×10^14 times the density of the Sun), which compares with the approximate density of an atomic nucleus of 3×10^17 kg/m3. The neutron star's density varies from below 1×10^9 kg/m3 in the crust, increasing with depth to above 6×10^17 or 8×10^17 kg/m3 deeper inside (denser than an atomic nucleus).
If no primordial black holes, which have no mechanism for forming after the Big Bang, exist, this would imply that there is nothing in the macroscopic universe with an observable density much greater than a neutron star or greater than twice the density of an atomic nucleus.
Dernière modification par Nicophil ; 30/09/2018 à 13h28.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Pour les plus gros trous noirs supermassifs (au delà de un milliard de masse solaires), c'est moins dense que l'air, même...
Parcours Etranges
J'aurais bien aimé comprendre la phrase de Aurélien Barrau qui dit que le volume d'un TN contient un volume plus grand que lui, intuitivement complètement illogique.
Mais comme il s'agit du TN et de l'Univers en général, je crois qu'au niveau des hypothèses ou possibilités il faut s'attendre à tout de la part de physiciens qui ont sûrement de bonnes raisons sérieuses de penser comme cela.
Déjà métrique et courbure sont totalement différentes dehors et dedans le TN donc ce volume est relatif à quoi et quelles type de coordonnées et unités ? Première question
Mais comme ça, ce topic -comme souvent ici- commence par aborder une question, puis enchaine sur une autre, puis une autre jusqu'à ce que quelque se rappelle de la question initiale et on en est déjà à des années-lumière de là.
On a l'impression vu de l'extérieur que finalement les discussions tendent vers une recherche de cohérence parmi toutes ces théories avec une hypothèse de départ, cohérence qui n'arrive guère car on rebondit aussitôt sur une autre question avec laquelle il faut trouver de nouveau une cohérence etc.
Labyrinthique quelque peu
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Assez d’accord c’est pourquoi il faut dissocier :
- Les astres modelisés par des trous noirs équivalents à leur masse
- L’extérieur dont on est «sur» de la cohérence avec la réalité
- L’interieur plus spéculatif
- Les zones III et IV éventuellement
- Les trous noirs primordiaux et issus d’effondrement
- Le parallèle avec l’univers et le Big Bang
- L’avant Big Bang dont il a aussi été question ici
Comme on mélange tout, la discission est loin d’etre linéaire
Trollus vulgaris
D'accord et merci. C'est en cours de discussion , comme beaucoup d'autres choses. Soit
C'est juste ce point que je voulais éclaircir: comment un volume intérieur celui d'un TN peut être plus grand que ce volume tel qu'il est perçu dans un autre espace-temps finalement ?
Ce qui sous-entendrait que la façon dont on calcule le volume à l'intérieur d'un TN - a priori de façon relativement simple et intuitive en faisant appel à la relativité- fait appel à d'autres unités que celle utilisées à l'extérieur, donc dans notre espace-temps...
C'est juste ce point-là que j'aurais aimé éclaircir mais ça fait rien. Attendons
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Deux remarques svp:
- cela montre t'il deux parties dans le trou noir: l'une hyper dense au dessus de la densité de l'étoile à neutrons en effondrement, et l'autre quasiment vide? (pour répondre à Mailou)
- cette densité est évidemment calculée à partir du volume vu par l'observateur extérieur au trou noir. Quelle pertinence y a t'il à la mesurer ainsi plutot qu'avec le volume interne extrapolé par les calculs de Rovelli et Christodoulou?
Le sujet est pour moitié "densité du trou noir...". Pour parler de cela il est légitime (et même impératif) de parler de son volume. Puis de la position de celui qui le calcule puisqu'on n'est plus dans un espace-temps "classique".Comme on mélange tout, la discission est loin d’etre linéaire
Sauf à le limiter dans le titre je ne vois pas où est le hors-sujet?
Vu qu'on ne sait pas traiter la singularité, on peut en faire si on veut une partie à part, et dans l'idée il faut doute plus voir ça comme une particule élémentaire (sans volume propre). Sinon, un trou noir, c'est vide. Et effectivement, je parle de densité apparente, en se fiant au volume extrapolé à partir du rayon de Schwarzschild.
Parcours Etranges
Ne te sens pas visé, je suis le premier à pointer à coté quand j’estime qu’il y a un lien... selon JPL j’excelle même dans le domaine. Je signale juste que le sujet est propice à digressions, voire égarements, et que les options ne sont pas forcement compatibles entre elles dans cette multiplicité (sans doute liée a notre mécompréhension) d’horizons 4D. Sur ce, comme je n’ai pas la réponse à ta question précise, je vais suivre les conseils de JPL et aller faire un tour. Tchaw
Trollus vulgaris
Déjà que la circonférence du TN n'est pas égale à 2.pi.RS , comment en définir le volume ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
histoire de courbure tout ça, pour vous donner une idée, réfléchissez à l'aire contenue dans un cercle sur une sphère ou sur une selle de cheval.
la question semble présupposer qu'il y a une discontinuité entre dehors et dedans, alors que non, la métrique et la courbure varient de façon continue. Certes dans le système de coordonnées de Schwarzschild, il y a une discontinuité, mais elle est due au ("mauvais") choix du système de coordonnées. Il y a certes des choses qui changent entre dehors et dedans (statique/dynamique voir dans mes posts précédents), mais métrique et courbure ne sont pas "totalement différentes".Déjà métrique et courbure sont totalement différentes dehors et dedans le TN donc ce volume est relatif à quoi et quelles type de coordonnées et unités ? Première question
Je vais revenir sur les difficultés de définir un volume (que ce soit pour un trou noir ou pas, comme déjà dit il y a un truc pas trivial), un peu plus tard, quand je vais commenter l'article dont par Pascelus.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
J'ai l'impression qu'il s'agit d'une affirmation (celle d'Aurélien Barrau reprise par d'autres) s'appuyant pour le coup quasi uniquement sur des mathématiques, donc pour le coup très abstraite mais qui considère qu'effectivement métrique et courbure sont identiques sur le fond dans leur définition.
Heureusement d'ailleurs... Dedans c'est juste le même espace-temps que dehors
Par contre ce qui fait obstacle précisément c'est qu'on ne comprend pas comment la métrique et la courbure subissant une distortion importante à l'approche de la singularité, pour autant la définition du volume ELLE changerait.
Et que le volume "réel" dans le TN serait différent du volume vu du dehors
Je ne sais pas si mon raisonnement est clair
“L'eau ferrugineuse, NON !”
On ne peut pas suspecter C Rovelli ni A Barrau de "révasser" autour de formules mathématiques tout en sachant pertinemment qu'elles n'ont aucune chance de refléter la réalité, tout au contraire! Ils emploient de toute façon le conditionnel par prudence, mais ce qu'ils avancent vise vers la réalité physique concrète, laquelle dans le cas de TN sera avec quasi certitude à jamais inobservable in situ.
Salut,
Je ne peux que confirmer (en tout cas pour Rovelli, Aurélien Barrau je connais beaucoup moins). D'autres auteurs tout aussi respectables sont nettement mois prudent et versent parfois dans de la spéculation assez forte, même dans des articles fort techniques. Dans certains domaines il faut aussi que le lecteur soit prudent et fasse preuve d'esprit critique (ce qui n'est pas évident sans avoir soi-même une bonne connaissance de ces sujets).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
En fait c'est de la recherche en cours -vraiment de très haut niveau car ce sont différentes parties de la physique sollicitées (relativité, TN, énergie sombre, Big Bang)- et j'ai comme l'impression que les auteurs (Barrau, Rovelli) attendraient (?) que d'autres physiciens prennent le relais.
Donc pour nous, néophytes sans formation ad hoc et qui avons un QI relativement bas, il faut attendre finalement
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Pour des cours il faut forcément commencer par le "basique" mais de haut niveau, comme le livre Gravitation. Mais après je ne sais pas.
Par exemple dans le livre Gravitation ils font référence à des calculs d'effondrement gravitationnel avec utilisation d'une fonction d'état (donc pas l'habituelle "boule de poussières").
Mais je n'ai pas les références. Une recherche google me donne trop de références y compris sur des ppt et autre cours universitaires, pas idéaux pour indiquer une ref. Je ne sais pas.
Il y a aussi l'excellent livre de Birrell et Davies, mais ça c'est plutôt sur la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, le fameux rayonnement de Hawking en autre (y en a d'autres très bon, mais celui-là est le meilleur, sans aucune contestation possible), mais ça s'éloigne peut-être du sujet recherché.
D'autres auront peut-être de bonnes refs.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
