Densité trou noir et fusion nucléaire

[zebular]

Bonjour
Pourquoi la densité des trous noir ne provoque pas une réaction en chaine de fusion de toute la matiere qui y est contenu au point de désintégrer ledit trou noir?
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[Gilgamesh]

Bonjour
Pourquoi la densité des trous noir ne provoque pas une réaction en chaine de fusion de toute la matiere qui y est contenu au point de désintégrer ledit trou noir?

Il est probable que ces réactions ont lieu mais ça ne change rien parce que le puits de gravité a une profondeur infinie. Ou si tu veux, une onde de choc qui se propage vers la surface est entraînée vers le centre (je passe sur la subtilités concernant la définition du centre d'un trou noir) par un flux d'espace qui dépasse c. Un peu comme un saumon au bas d'une cascade qui donnerait un violent coup de queue le propulsant à 5 m/s vers le haut tandis que l'eau tombe à 10 m/s vers le bas. Le résultat est qu'il ne s'élève pas, il est entraîné vers le bas.

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec réponses complémentaires

Pourquoi la densité des trous noir ne provoque pas une réaction en chaine de fusion de toute la matiere qui y est contenu au point de désintégrer ledit trou noir?

On peut difficilement aller voir dans un trou noir (puisque rien n'en sort). Mais il est plus que probable que la matière qui y tombe finir par subir de la fusion nucléaire puis par se transformer en soupe de quarks-gluons https://fr.wikipedia.org/wiki/Plasma_quarks-gluons puis..... on ne sait pas trop.

Mais quoi qui lui arrive, ça ne peut pas avoir d'influence sur l'extérieur (ni faire disparaitre le trou noir) puisque rien n'en sort. Au niveau de l'horizon des événements, toute trajectoire quelle qu'elle soit, plonge dans le trou noir (tellement l'espace-temps est déformé).

[pm42]

Il y a aussi la dilatation temporelle : même si le trou noir est en train de rebondir et d'exploser, on va mettre très, très longtemps à s'en rendre compte.
Je ne me rappelle plus du nom de cette théorie mais de mémoire, je l'avais entre autre vue sur http://www.ca-se-passe-la-haut.fr

[A voir en vidéo sur Futura]

[zebular]

D accord..
Mais la gravité serait une force plus "forte" que la somme des forces "matière et energie" qui lui donne naissance?
Autrement dit on aurait plus d energie que la somme des energies?
Limite du paradoxe?

[Gilgamesh]

D accord..
Mais la gravité serait une force plus "forte" que la somme des forces "matière et energie" qui lui donne naissance?
Autrement dit on aurait plus d energie que la somme des energies?
Limite du paradoxe?

En restant dans un cadre newtonien (même pas besoin de relativité générale), le potentiel est -GM/R. Tu vois tout de suite que avec M constant, si R tend vers zéro, le potentiel devient infiniment négatif = il faut une énergie infinie pour t'extraire de la surface de ce corps.

[zebular]

Quand je pense qu une fluctuation quantique qui parait légère "comme l air" peut donner naissance a un univers je suis frustré que la puissance intrinsèque d un TN puisse empecher l expression de son contenu. "A moins qu il n empeche pas mais ralenti, comme dit PM42"au point qu on ne puisse en mesurer l évolution.

[Deedee81]

D accord..
Mais la gravité serait une force plus "forte" que la somme des forces "matière et energie" qui lui donne naissance?
Autrement dit on aurait plus d energie que la somme des energies?
Limite du paradoxe?

Non, quelle que soit le destin de la matière qui tombe dans le trou noir, si la masse qui tombe est M, alors ce sera toujours M, que ça fusionne, que ça tourne à la soupière que ça s'annihile, ça fera toujours M (qui est invariant). Et donc le trou noir va rester un trou noir.

De plus, la gravité est la plus faible des interactions, et de très loin (je donne souvent cet exemple : prend une petite lame de fer sur le sol, place un petit aimant : et hop, la lame se soulève.... alors qu'elle est attirée vers le bas par une planète entière !)

Mais la gravité est aussi toujours attractive (contrairement aux autres interactions). Et donc lorsqu'il y a accumulation de matière, la gravité finit par tout surpasser. C'est ce qui arrive avec un trou noir.

[Deedee81]

Quand je pense qu une fluctuation quantique qui parait légère "comme l air" peut donner naissance a un univers

Ca reste à prouver.... c'est spéculatif cette idée (même si elle est le dada de certains scientifiques comme Andreï Linde)

[zebular]

Est ce, entre autre, l une des raisons, qui fait qu il n y a pas d "equivalence" ou d unification possible avec les forces fondamentales?
(Le -Gm/R)

[Gilgamesh]

Quand je pense qu une fluctuation quantique qui parait légère "comme l air" peut donner naissance a un univers

Si tu parle des fluctuations du champ inflationnaire, c'est pas "léger comme l'air". Ça fait plutôt dans le violent.

je suis frustré que la puissance intrinsèque d un TN puisse empecher l expression de son contenu. "A moins qu il n empeche pas mais ralenti, comme dit PM42"au point qu on ne puisse en mesurer l évolution.

Si ça peut te consoler (?) il existe des théories spéculatives où l'effondrement en trou noir donne naissance à un univers.

Voir : Les trous noirs sont-ils à l'origine de nouveaux Univers ?

[Gilgamesh]

Est ce, entre autre, l une des raisons, qui fait qu il n y a pas d "equivalence" ou d unification possible avec les forces fondamentales?
(Le -Gm/R)

C'est surtout l'effet d'emballement qui rend la force non renormalisable : la gravité gravite, c'est à dire que la courbure de l'espace temps qui représente la gravité est un champ ce qui représente également une forme de densité d'énergie qui influe à son tour sur la courbure de l'espace-temps. Forcément ça se termine mal.

[zebular]

ce qui est cool avec le TN,c est qu on peut pique niquer à côté,à oilpé,sans être indisposé par les rayonnements éxotique qu il produit!
en plus on a le temps d avaler son frichti et même un petit kfé vu qu on met des lustres à tomber dedans!

[zebular]

Si tu parle des fluctuations du champ inflationnaire

oui

C'est surtout l'effet d'emballement qui rend la force non renormalisable : la gravité gravite, c'est à dire que la courbure de l'espace temps qui représente la gravité est un champs ce qui représente également une forme de densité d'énergie qui influe à son tour sur la courbure de l'espace-temps. Forcément ça se termine mal.

la thermodynamique n équilibre pas " l emballement" ?
en electronique je comprend,tend que la source envois l energie,mais ça bloque quand on est aux limites.
ici,il semble qu une source extérieur vienne suppléer (le champs ..euh courbure espace-temps)..beuh

[Gilgamesh]

oui

Donc c'est dans le genre musclé, avec des densités d'énergie planckiennes (un peu moins probablement, d'un facteur cent ou mille), cette histoire.

la thermodynamique n équilibre pas " l emballement" ?
en electronique je comprend,tend que la source envois l energie,mais ça bloque quand on est aux limites.
ici,il semble qu une source extérieur vienne suppléer (le champs ..euh courbure espace-temps)..beuh

La thermodynamique concerne en gros la partie droite de l'équation d'Einstein, le tenseur impulsion-énergie, et pas la partie gauche, le tenseur d'espace-temps. C'est à gauche que ça s'emballe et que l'effondrement arrive à son terme.

[Deedee81]

Salut,

Est ce, entre autre, l une des raisons, qui fait qu il n y a pas d "equivalence" ou d unification possible avec les forces fondamentales?
(Le -Gm/R)

Une autre difficulté (que celle notée par Gilgamesh) est qu'en relativité générale, l'espace-temps est courbe. Et ça, c'est mathématiquement galère.
Les théories quantiques pour les autres interactions : électromagnétisme, nucléaire, etc.... utilisent des outils qui marchent bien dans un espace-temps sans courbure mais qui deviennent cauchemardesques dès qu'il y a courbure. Et pire encore, en relativité générale, l'espace-temps lui-même est un objet dont on doit décrire la dynamique.

Note que ça ne veut pas dire qu'on ne sait pas trouver de solution :
- la gravité quantique à boucles est une tentative tout à fait réussie de quantification de la gravité
- la théorie des cordes est une tentative tout à fait réussie d'unifier toutes les interactions (même si retrouver les particules connues est assez difficiles)
Et il y a même encore d'autres théories (mais moins avancées).

Le soucis maintenant n'est plus de rendre compatible tel ou tel truc ou d'unifier tel ou tel truc. Le soucis c'est qu'on ne sait pas quelle théorie est la bonne.
On a besoin de données expérimentales et là pour le moment ça nous échappe un peu et difficile de dire si ça va rapidement s'améliorer
(on a constaté une anomalie dans la taille du proton, par exemple, il y a d'autres exemples de données mal expliquées. La taille du proton est différente selon la manière dont on le mesure.
Peut-être que demain on va dire : "génial, nouvel physique", ou qu'on va dire "zut, il fallait juste rajouter un terme aux calculs" ou "arg, on n'avait pas tenu compte de la petite fuite de muons dû à ...".
Le LHC semble traverser aussi un désert, des confirmations, quelques découvertes attendues, mais.... pas de nouvelle physique. Peut-être que demain ça va changer...... ou pas)

Heureusement, la physique c'est très vaste et il y a encore pleins de choses à étudier, à comprendre et qui sont à notre portée, y compris en astrophysique. Suffit de voir les actualités pour s'en rendre compte. Il n'y a pas que les trous noirs dans la vie, il y a aussi les étincelles brillantes de la découverte

[zebular]

Dans le cas de 2 TN qui serai proche l un de l autre,n existe t il une zone situé autour de leur..barycentre?...point de Lagrange? qui annulerai l effet de puit de gravité et donnerai une porte de sortie aux contenus?(pour peut être retomber dans le TN adjacent)
Et qui serai du coup detectable avec des instruments plus courant?

[Deedee81]

Dans le cas de 2 TN qui serai proche l un de l autre,n existe t il une zone situé autour de leur..barycentre?...point de Lagrange? qui annulerai l effet de puit de gravité et donnerai une porte de sortie aux contenus?(pour peut être retomber dans le TN adjacent)
Et qui serai du coup detectable avec des instruments plus courant?

Si les deux TN ont la même masse le centre de gravité est hors des TN, donc un objet pourrait passer sans être absorbé. Ceci dit les forces de marées risquent d'être tellement forte qu'elles détruiraient l'objet (étonnamment, plus les TN sont petits, plus c'est fort).

Si les deux TN ont des masses différentes, alors le centre de gravité (*) serait DANS un des TN et aucun objet à cet endroit ne pourrait s'en échapper. L'horizon des événements est totalement et définitivement in franchissable (et même pire, la chute vers le centre est inévitable, et paradoxalement, plus on essaie de freiner plus vite on arrive au centre !!!). Ce qui arrive avec un trou noir peut facilement être visualisé avec des diagrammes de Penrose.

(*) Mais attention, il est très difficile de visualiser ce qui se passe lorsque deux trous noirs s'approchent, à cause de la déformation de l'espace-temps. Pire : on ne sait même pas le calculer à la main, les calculs de fusion de TN doivent se faire sur ordinateur.

(**) J'ai écrit ceci : http://fr.scribd.com/doc/204166860/V...es-etoiles-pdf

Tu y trouves pleins de choses sur les trous noirs, y compris les diagrammes de Penrose. Et c'est vulgarisé, abordable par tout un chacun.
Tu trouveras aussi pleins de choses sur l'évolution des étoiles.

[jacquolintégrateur]

Mais la gravité est aussi toujours attractive (contrairement aux autres interactions)

Bonjour
Un petit bémol, Maître, si tu permets: ceci (gravité toujours attractive) est vrai si on admet la condition sur l'énergie postulée par Hawcking et Penrose, laquelle énonce que la trace du tenseur énergie-impulsion est toujours positive (c'est une hypothèse et non un théorème). Ils en ont déduit l'existence systématique de singularités. Cette condition équivaut, en fait, à affirmer que, s'il existe des tensions dans la matière (tensions, donc négatives), leur somme est inférieure à la densité d'énergie (qui, elle, est, bien sûr, toujours positive). Toutes les substances connues satisfont à la condition H-P mais rien ne s'oppose, en principe, à ce que des matières exotiques (formées de quarks, par exemple et de densité très élevée) puissent soutenir des tensions supérieures à la densité d'énergie: une telle matière pourrait produire des effets de gravitation répulsive. La seule condition imposée est que le rapport entre la rigidité et la densité soit inférieur à c² pour que les ondes élastiques se propagent à une vitesse inférieure à c. Il faut dire que cette situation n'a pas fait l'objet d'études très poussées (je n'ai pas de référence. peut-être en cherchant dans ce qui concerne les étoiles à neutron ?)
Cordialement

[Deedee81]

mais rien ne s'oppose, en principe, à ce que des matières exotiques (formées de quarks, par exemple et de densité très élevée) puissent soutenir des tensions supérieures à la densité d'énergie: une telle matière pourrait produire des effets de gravitation répulsive. La seule condition imposée est que le rapport entre la rigidité et la densité soit inférieur à c² pour que les ondes élastiques se propagent à une vitesse inférieure à c. Il faut dire que cette situation n'a pas fait l'objet d'études très poussées (je n'ai pas de référence. peut-être en cherchant dans ce qui concerne les étoiles à neutron ?)

J'ignorais ça. Peut-être dans les études sur les étoiles étranges (étoiles à neutrons, j'ai justement lu un article, on n'est pas sûr de la composition du noyau à cause des difficultés techniques/calculatoires avec l'interaction forte).

[zebular]

Si les deux TN ont la même masse le centre de gravité est hors des TN, donc un objet pourrait passer sans être absorbé. Ceci dit les forces de marées risquent d'être tellement forte qu'elles détruiraient l'objet (étonnamment, plus les TN sont petits, plus c'est fort).

Si les deux TN ont des masses différentes, alors le centre de gravité (*) serait DANS un des TN

Bon je n ai pas encore pris le temps de lire les liens,mais comme ça en passant,arrangeons les choses pour que la zone d équilibre des gravités ne soit pas un point mais un volume et que les dimensions(masse,volume..etc)d e nos TN fasse que les 2 horizons de schwarzschild soient contenu dans ce volume...
les composants internes(pas un objet qui passe par là) pourraient se faufiler par là?

[Deedee81]

Bon je n ai pas encore pris le temps de lire les liens,mais comme ça en passant,arrangeons les choses pour que la zone d équilibre des gravités ne soit pas un point mais un volume et que les dimensions(masse,volume..etc)d e nos TN fasse que les 2 horizons de schwarzschild soient contenu dans ce volume...

C'est impossible. C'est un peu comme "le point au milieu d'une corde", le milieu de la corde ne sera jamais un volume.
Au mieux c'est une surface (le "plan" qui sépare le bouzin en deux).

Mais quoi qu'on fasse impossible de sortir d'un trou noir. Il y a totale rupture de causalité entre l'intérieur et l'extérieur.
D'ailleurs même ceci : "Jules est tombé dans un trou noir. Albert est à l'extérieur. Albert boit un café. Que fait Jules pendant ce temps". Cette phrase n'a aucun sens, la partie soulignée, car la perte totale de causalité empêche de synchroniser le temps intérieur et extérieur, pas seulement en pratique mais aussi en principe. Il n'y a aucun sens physique à parler de l'intérieur d'un trou noir "à ce moment" (le moment où moi je pose la question).

Mais il faut bien avouer que notre esprit a du mal avec ce genre de concepts contre-intuitif et extrême. C'est pour ça que les diagrammes de Penrose sont utiles.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagra...Penrose-Carter

Un autre qui est super bien : https://jila.colorado.edu/~ajsh/insidebh/penrose.html
..... mais en anglais (langue malheureusement incontournable en science)

[pascelus]

... la perte totale de causalité empêche de synchroniser le temps intérieur et extérieur, pas seulement en pratique mais aussi en principe....

Ceci n'est-il pas valable pour l'espace aussi? On peut mesurer, vu de l'extérieur, le diamètre d'un trou noir (de son horizon), mais qu'en serait-il "vu de l'intérieur"?

Il me semble qu'Aurélien Barrau l'évoque ici: "Typiquement, un trou noir de la masse du Soleil possède un diamètre de quelques kilomètres. C’est un calcul simple et l’affaire semble entendue. Mais c’est aller un peu trop vite en besogne ! En réalité, même si sa masse – et donc sa taille vue depuis l’extérieur – ne change pas, le volume interne d’un trou noir augmente avec le temps. Un « petit » trou noir peut donc en réalité contenir un volume immense si tant est que celui-ci soit formé depuis suffisamment longtemps."....

(mode spéculatif) L'intérieur d'un trou noir pourrait donc être un espace-temps en expansion, donc avec une densité décroisssante, absolument déconnecté causalement de nous.... Bref, un autre univers non?

[Deedee81]

Ceci n'est-il pas valable pour l'espace aussi? On peut mesurer, vu de l'extérieur, le diamètre d'un trou noir (de son horizon), mais qu'en serait-il "vu de l'intérieur"?

Si, on a aussi une coupure. Mais quand on parle de causalité c'est plutôt pour le temps.

En tout cas les simu de ce que voit un voyageur tombant dans un TN sont parlantes. C'est trèèèèèès différent de ce à quoi on s'attendrait (à retrouver, y en a sur youtube).

Et je suis d'accord avec l'explication (*), Kip Thorn dit que l'intérieur d'un TN est dynamique même dans le cas Schwartzchild.

(*) Bien qu'il commet une faute. Vu la coupure causale, je ne vois pas en quoi "un trou noir formé depuis longtemps", change quoi que ce soit. Mais c'est peut-être juste mal exprimé ????? Il ne donnerait pas par hasard un article plus technique en référence (si c'est une vulga sur youtube, ça m'étonnerait, mais je demande, on ne sait jamais )

(mode spéculatif) Oui, il existe des modèles théoriques (biens foutus) spéculatifs de création d'univers dans un TN. Il y a un article de Jacobson là dessus dans ArXiv.
Mais si j'aime bien un peu spéculer, là c'est un peu too much pour moi (question de goût)

[pascelus]

Aurelien Barrau se base sur cela: https://arxiv.org/pdf/1411.2854.pdf (que je n'ai pas lu)

[zebular]

les diagrammes de Penrose..pfff ça pique un peu pour moi
petite question annexe:quand 2 TN fusionnent,à quelle moment le centre de gravité de l ensemble se place au milieu de ,je suppose,la sphére résultante de la fusion?puisque la chute est de durée infini...
mais peut être y a t il un encore un aspect causalité/simultaneité qui rend la question caduque

[zebular]

http://forums-futura-sciences.digidi...nucleaire.html

Trés bien ton document.
je vais l imprimer pour le lire sur papier,accessible pour les grand curieux pas fortiches en math.Avec des descriptions pointues,pas souvent vulgarisées.
merci

N'empêche..ça reste troublant qu un TN formé par la nature,soit irreversible en rassemblant toute l energie de l univers,non?grumpffff..c'est pas normal

[shub22]

Ceci n'est-il pas valable pour l'espace aussi? On peut mesurer, vu de l'extérieur, le diamètre d'un trou noir (de son horizon), mais qu'en serait-il "vu de l'intérieur"?

Il me semble qu'Aurélien Barrau l'évoque ici: "Typiquement, un trou noir de la masse du Soleil possède un diamètre de quelques kilomètres. C’est un calcul simple et l’affaire semble entendue. Mais c’est aller un peu trop vite en besogne ! En réalité, même si sa masse – et donc sa taille vue depuis l’extérieur – ne change pas, le volume interne d’un trou noir augmente avec le temps. Un « petit » trou noir peut donc en réalité contenir un volume immense si tant est que celui-ci soit formé depuis suffisamment longtemps."....

(mode spéculatif) L'intérieur d'un trou noir pourrait donc être un espace-temps en expansion, donc avec une densité décroisssante, absolument déconnecté causalement de nous.... Bref, un autre univers non?

Comment peut-on se représenter et comprendre cela , un volume interne qui serait plus grand à l'intérieur qu'à l'extérieur ? Mathématiquement, ce serait relativement à la courbure et la métrique interne j'imagine non, c.-à-d. que la gravitation déformerait tellement la courbure que les volumes internes paraitraient plus grands si on était à l'intérieur du TN... que vu de l'extérieur avec notre métrique à nous et situés à l'extérieur de l'horizon des événements (?)

Enfin c'est comme cela que je comprends votre phrase

donc d'après l'article finalement l'hypothèse que nous soyons à l'intérieur d'un TN fait partie des hypothèses théoriques envisageables

[pascelus]

Comment peut-on se représenter et comprendre cela , un volume interne qui serait plus grand à l'intérieur qu'à l'extérieur ? Mathématiquement, ce serait relativement à la courbure et la métrique interne j'imagine non, c.-à-d. que la gravitation déformerait tellement la courbure que les volumes internes paraitraient plus grands si on était à l'intérieur du TN... que vu de l'extérieur avec notre métrique à nous et situés à l'extérieur de l'horizon des événements (?)

Enfin c'est comme cela que je comprends votre phrase

Je pense aussi qu'on peut le voir ainsi. Mais comme le dit Deedee, l'influence du temps sur le volume "interne" du trou noir n'est pas claire.

Juste une remarque sur "...paraîtraient...": le volume vu de l'extérieur par rapport à celui vu de l'intérieur ne seraient comparable QUE si une simultanéité de la mesure était possible. Or ce n'est pas du tout le cas: pour nous, observateurs extérieurs au trou noir, il apparait comme figé, alors que si nous étions sous l'horizon nous constaterions peut etre une "explosion" titanesque (une inflation plutôt...), un "big-bang". Mais vu la rupture de causalité totale entre l'intérieur et l'extérieur, jamais cette inflation ne sous serait perceptible.

donc d'après l'article finalement l'hypothèse que nous soyons à l'intérieur d'un TN fait partie des hypothèses théoriques envisageables

Ca me parait assez séduisant mais il manque encore pas mal d'éléments pour passer de la spéculation à la théorie, et il ne faut guère compter sur des observations directes pour cela!... On est encore loin de connaitre l'état de la matière-énergie-espace-temps sous l'horizon d'un trou noir...

Désolé pour cette dérive trop HS je pense...

[zebular]

Désolé pour cette dérive trop HS je pense...

pas de soucis,tous les commentaires de prés et de loin sont passionnants