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Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?



  1. #1
    Pl6713

    Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?


    ------

    Bonjour,

    Je pose cette question, car il me semble que lorsque Hawking a émis cette hypothèse, cela a soulevé un paradoxe avec la mécanique quantique appelé "paradoxe de l'information". Est-ce bien exact ?


    Si oui, qu'en est-il de ce paradoxe aujourd'hui ? Est-il toujours d'actualité ? Ou bien a-t-on trouvé comment les trous noirs pourraient s'évaporer sans provoquer de problème physique ?


    Merci d'avance pour vos réponses ...

    -----

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  3. #2
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bonjour,

    Bienvenue sur Futura.

    Plusieurs choses.
    1) Tout d'abord, l'évaporation des trous noirs est une très solide prédiction de la théorie quantique des champs et de la relativité générale. Mais cela reste une prédiction, non validé par l'expérience/observation, seul juge en physique. Donc il reste un bémol.

    Contre :
    - la théorie dépend de détails inconnus à l'échelle de Planck. Selon ce qui s'y passe, il n'est pas exclut qu'il n'y ait aucune évaporation.
    Pour :
    - ces cas pathologiques (où l'évaporation n'a pas lieu) sont peu plausibles.
    - les théories candidates à la gravitation quantique prédisent la même évaporation
    - il y a de solides raisons pour penser que c'est correct, notamment en lien avec la thermodynamique

    2) La théorie cesse d'être valide pour des micro-trous noirs où là l'échelle de Planck devient incontournable. Il n'est pas exclut qu'il reste un résidu (auquel cas plus de paradoxe de l'information).
    Bien que là aussi les théories candidates prédisent une évaporation complète.

    3) Pour le paradoxe de l'information, il existe diverses solutions présentées par divers théoriciens.
    Mais je fais partie de ceux (rares ?) qui estiment qu'il n'y a même pas de paradoxe (celui-ci résulterait d'une mauvaise compréhension de ce qu'implique la relativité générale).
    Je peux détailler un peu plus mais pas tout de suite (boulot ).
    Keep it simple stupid

  4. #3
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bon, je me lance, en essayant de faire bref.

    On parle de paradoxe de l'information car :
    - la matière et l'énergie qui entre dans le trou noir y apporte de l'information
    - tout ce qui passe l'horizon des événements est un non-retour
    - le rayonnement de Hawking est un simple rayonnement de corps noir, universel (il ne dépend que de la température de Bekenstein-Hawking du trou noir).
    Notons que certaines théories candidates comme les boucles impliquent peut-être (cela me semble à confirmer, la théorie est difficile) que ce ne soit pas le cas (il y aurait un spectre de raie subtil et portant l'information du contenu du trou noir).
    - le trou noir finit par disparaitre
    - l'information est perdue, ce qui est impossible en mécanique quantique

    En fait, je n'aime pas ce mot d'information. Je précise, bien que ce n'est pas la solution du problème : l'information est traduite par l'entropie. Hors l'entropie du rayonnement de Hawking est maximale; il contient énormément d'information. Il y a donc plus d'information qui sort qu'il n'en rentre. Mais le problème en mécanique quantique est qu'on doit pouvoir reconstituer l'information d'origine à partir de l'état final (*), ce qui est impossible car tout est brouillé dans le rayonnement de corps noir. On peut dire qu'il y a.... trop d'information !

    (*) On dit que l'équation d'évolution est unitaire (techniquement ça revient à dire qu'elle préserve les probabilités des mesures qui pourraient être faites, ou encore que la probabilité totale qu'il y ait "quelque chose" au final est 100%... ce qui est une évidence). La disparition du trou noir brise le caractère unitaire.

    Mais (là on passe dans la façon dont je vois le problème), pour parler d'équation d'évolution, il faut parler du temps. Or on est en relativité ici !!!! Il est impossible de parler d'un temps global absolu en relativité. Pire encore, en relativité générale, on peut avoir coupure causale : l'intérieur d'un trou noir n'a pas de relation avec l'extérieur, on le voit bien sur un diagramme de Penrose. Parler de ce qui se passe là maintenant (selon ma montre) dans le trou noir est une question sans aucun sens.

    L'évaporation change-t-elle la donne ? Non, car le rayonnement de Hawking est émit hors du trou noir (juste au bord de l'horizon).
    Et (comme là aussi on le voit bien sur un diagramme de Penrose), l'évolution avec évaporation continue à présenter une "bulle" hors de notre espace et notre temps.

    Il est donc impossible de parler correctement de l'évolution globale du système (univers) car c'est commettre la même erreur que la question sans aucun sens ci-dessus. Ce qui se passe est qu'une partie de "l'information" est avalée et perdue dans cette bulle. Mais cette bulle ne cesse pas d'exister, c'est uniquement nous qui perdons le contact avec l'intérieur du trou noir (puis le reste après évaporation). Parler de disparition pour nous, oui, parler de cesser d'exister, non, ce serait encore et toujours la même erreur. Et donc on a une simple séparation de l'évolution en deux parties. La coupure du système en deux états (intriqués d'ailleurs !) n'implique pas une perte de l'évolution unitaire. C'est "ignorer" la partie coincée dans la "bulle" qui conduit à croire à un paradoxe (ou à une perte mystérieuse de l'intrication). Couper arbitrairement un état en deux sans lien (intrication) est d'ailleurs une erreur (cela conduit au phénomène de décohérence, mais là au moins on traite la situation correctement : l'intrication avec l'environnement est noyée mais subsiste et personne ne s'insurge ou ne parle de paradoxe de disparition apparente de l'intrication !!!!). Le fait que l'intrication ne transmette aucune information (théorème de non communication en mécanique quantique) empêche de violer cette coupure causale.

    Plus/pas de paradoxe.

    Cette façon de voir ne semble pas majoritaire. Par exemple ici :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Parado...nvisag%C3%A9es
    ce point n'est même pas prévu (le dernier point ne correspond pas, je ne parle pas d'un lien entre passé et futur mais entre deux zones séparées, sans lien causal, de l'espace-temps).

    Je dois bien avouer que je ne comprend pas pourquoi cette façon d'expliquer n'est pas plus répandue.
    Même Rovelli (dont j'apprécie beaucoup les travaux et qui a un point de vue très "relativiste") ne le présente pas comme ça (voir son blog sur le net).

    J'en viens à me dire que il y a peut être quand même quelque chose qui m'échappe.
    A noter que si je suis le seul à avoir ce point de vue, je veux bien admettre qu'il s'agit alors d'une idée/théorie personnelle et donc je nettoierai (on peut pas présenter de théorie personnelle sur Futura).
    Que les cadors du forum me descendent en flamme si c'est le cas
    Dernière modification par Deedee81 ; 08/04/2019 à 10h09.
    Keep it simple stupid

  5. #4
    Pl6713

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bonjour Deedee81,

    Merci pour votre message de bienvenue, et pour cette réponse détaillée

    Je vais la lire avec attention, et reviendrai vers vous si elle suscite des questions de ma part.

  6. #5
    Pl6713

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bon, j'ai un peu lu en diagonale, et vous dites :

    A noter que si je suis le seul à avoir ce point de vue, je veux bien admettre qu'il s'agit alors d'une idée/théorie personnelle et donc je nettoierai (on peut pas présenter de théorie personnelle sur Futura).
    Comme vous le faites remarquer si justement, c'est un domaine qui est encore largement ouvert ; il est donc je crois, permis d'avoir ses propres opinions sur le sujet. Quoi qu'il en soit, ce n'est pas moi qui vous en ferai le reproche

    Donc, si je vous ai bien compris, c'est la relativité (et notamment le fait que nous ne partageons pas le même temps avec ce qu'il se produit au niveau du trou noir) qui ferait que nous avons l'impression que le trou noir disparaît, alors qu'en fait il ne disparaîtrait que de notre point de vue ?

    Par ailleurs, je vois que vous faites allusion à la thermodynamique et à la notion d'entropie en la couplant avec la notion d'information. Il me semblait en effet que les deux notions (entropie et information) étaient liées, mais qu'elles signifiaient l'inverse l'une de l'autre : l'entropie traduirait l'absence d'information. En d'autres termes, un système possédant une entropie élevée serait un système contenant peu d'informations (comme un système très symétrique, car il faut peu d'informations pour le décrire ; il est donc à entropie élevée ...). Etes-vous d'accord avec cette proposition ?

    Si c'est le cas, le rayonnement de Hawking ne contiendrait-il pas alors trop peu d'information (entropie élevée) plutôt que trop d'information (basse entropie) ? En effet, pour moi, le trou noir était un objet où l'entropie est maximale (peu d'informations nécessaire pour le décrire)

    Au plaisir de vous lire

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Pl6713 Voir le message
    Comme vous le faites remarquer si justement, c'est un domaine qui est encore largement ouvert ; il est donc je crois, permis d'avoir ses propres opinions sur le sujet.
    Cela va de soit, mais ça ne veut pas dire qu'on a le droit d'en parler sur Futura (je suis assez intervenu avec mon marteau vert pour être prudent sur mes propres propos)

    Citation Envoyé par Pl6713 Voir le message
    Donc, si je vous ai bien compris, c'est la relativité (et notamment le fait que nous ne partageons pas le même temps avec ce qu'il se produit au niveau du trou noir) qui ferait que nous avons l'impression que le trou noir disparaît, alors qu'en fait il ne disparaîtrait que de notre point de vue ?
    Tout à fait.

    Citation Envoyé par Pl6713 Voir le message
    Par ailleurs, je vois que vous faites allusion à la thermodynamique et à la notion d'entropie en la couplant avec la notion d'information. Il me semblait en effet que les deux notions (entropie et information) étaient liées, mais qu'elles signifiaient l'inverse l'une de l'autre : l'entropie traduirait l'absence d'information. En d'autres termes, un système possédant une entropie élevée serait un système contenant peu d'informations (comme un système très symétrique, car il faut peu d'informations pour le décrire ; il est donc à entropie élevée ...). Etes-vous d'accord avec cette proposition ?
    Non. L'entropie est définie en physique statistique comme S = k.ln W, où k est la constante de Boltzmann, ln le logarithme, et W le nombre d'états microscopiques correspondant à l'état macroscopique considéré. Si S est grand, alors W aussi. Et W grand veut dire qu'un état microscopique donné apporte beaucoup d'information (il discrimine l'état microscopique parmi W). C'est lié à la notion d'information de Shannon. Voir par exemple ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Entropie_de_Shannon

    ( y a pleins de liens :
    http://www.yann-ollivier.org/entropie/entropie1
    https://www.francois-roddier.fr/?p=360
    etc...... )

    Citation Envoyé par Pl6713 Voir le message
    Si c'est le cas, le rayonnement de Hawking ne contiendrait-il pas alors trop peu d'information (entropie élevée) plutôt que trop d'information (basse entropie) ? En effet, pour moi, le trou noir était un objet où l'entropie est maximale (peu d'informations nécessaire pour le décrire)
    Il faut peu d'information macroscopique pour le décrire. Cela ne veut pas dire qu'il en faut peu au niveau microscopique
    (évidemment, la nature des états microscopiques est inexplicable si on reste à un niveau classique ou à un niveau semi-classique comme avec la théorie de Hawking.
    Mais la gravité quantique à boucles et la théorie des cordes ont réussi tous les deux admirablement à "compter" ces micro-états et à arriver au bon résultat).
    Dernière modification par Deedee81 ; 08/04/2019 à 14h16.
    Keep it simple stupid

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  10. #7
    Pl6713

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bonsoir deedee81,

    Sur l'entropie, vous citez la formule de Boltzmann :

    S = k log W,

    où W est effectivement le nombre de complexions, c'est-à-dire le nombre de façons différentes par lesquelles on peut arranger les états microphysiques d'un système en le laissant inchangé d'un point de vue macroscopique.

    Il me semble que, précisément, si le système est très symétrique, il sera possible d'avoir un grand nombre d'arrangements microphysiques qui mèneront au même système macroscopique. Ainsi, le nombre de complexion, W, sera très élevée, et du fait de la formule de Boltzmann, l'entropie, S, du système le sera aussi. En revanche, du fait de son caractère très symétrique, il faudra peu d'information pour décrire ce système. En effet, de mon point de vue, ce qui est symétrique est équiprobable, et l'équiprobabilité donne lieu à une information minimale : si j'ai une chance sur deux que quelque chose se produise, j'ai une information minimale sur la chose en question. En revanche, j'ai une bonne information si la chose a 80% de chance de se produire (mais là, il n'y a plus équiprobabilité ; la situation est dissymétrique, et c'est pour cela que l'information est élevée ou de "bonne qualité").

    Enfin, sur le site de wikipedia que vous m'indiquez, je relève cet extrait :

    Plus le récepteur reçoit d'information sur le message transmis, plus l'entropie (incertitude) vis-à-vis de ce message décroît
    Pour moi, j'interprète cette phrase comme : ''plus le récepteur a d'information sur le message qui lui est transmis, plus l'entropie associée à ce message diminue'', ce qui correspondrait bien à ce que je disais précédemment, et au-dessus : entropie et information varient en sens contraire.

    Par ailleurs, vous dites :

    Cela va de soit, mais ça ne veut pas dire qu'on a le droit d'en parler sur Futura
    Du coup, si vous souhaitez échanger des opinions plus "personnelles", je vous invite à le faire à cette adresse : Adresse mail supprimée conformément à la charte du forum. Il faut répondre dans la discussion ou utiliser les messages privés.

    Au plaisir de vous lire
    Dernière modification par JPL ; 08/04/2019 à 23h21.

  11. #8
    Ignatius84

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    je peux être en destinataire associé ?

  12. #9
    Pl6713

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Auriez-vous, vous aussi, une vision "personnelle" de ce que sont les trous noirs ?

  13. #10
    Ignatius84

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?



    Alors loin de moi l'envie de me la jouer au plus fin, mais honnêtement, vu mes lacunes théoriques profondes, j'ai envie de dire que oui, nécessairement.
    ça m'empêche pas de vouloir m'améliorer

  14. #11
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Salut,

    Citation Envoyé par Pl6713 Voir le message
    Il me semble que, précisément, si le système est très symétrique, il sera possible d'avoir un grand nombre d'arrangements microphysiques qui mèneront au même système macroscopique. Ainsi, le nombre de complexion, W, sera très élevée, et du fait de la formule de Boltzmann, l'entropie, S, du système le sera aussi. En revanche, du fait de son caractère très symétrique, il faudra peu d'information pour décrire ce système. En effet, de mon point de vue, ce qui est symétrique est équiprobable, et l'équiprobabilité donne lieu à une information minimale : si j'ai une chance sur deux que quelque chose se produise, j'ai une information minimale sur la chose en question. En revanche, j'ai une bonne information si la chose a 80% de chance de se produire (mais là, il n'y a plus équiprobabilité ; la situation est dissymétrique, et c'est pour cela que l'information est élevée ou de "bonne qualité").
    Le raisonnement est inutile (et la fin fausse) car symétrie ou pas symétrie, tous les micro-états sont équiprobables. Pas besoin de symétrie pour ça ! C'est le postulat fondamental de la physique statistique.
    (bien que ce soit un postulat il est démontrable à partir de l'hypothèse ergodique. Cette dernière est "presque" démontrée, en fait démontrée dans une très large gamme de situations... mais il reste encore un petit bout, même si des progrès récents ont encore été accompli. Notons que le lien entre le postulat et l'hypothèse ergodique se trouve dans certains cours, bien que ce ne soit pas fréquent, mais les démonstrations partielles de l'hypothèse ergodique, là, pas question. On est dans un domaine hyper pointu et il faut consulter des articles de mathématique ou de physique mathématique ch..nt à se procurer. Ca ne m'empêche pas de conseiller le livre de Couture sur la physique statistique, ce livre est un petit bijou, et suffisant pour étudier la physique statistique).

    Et quoi qu'on dise : avoir le micro-état (disons) 1 parmi 1, 2, 3 apporte moins d'information qu'avoir l'état 1 parmi 1, 2, 3, 4 (tous équiprobable).
    Et il faut plus d'information pour décrire le micro état parmi W très grand. C'est le classique truc en informatique : plus le nombre maximal est grand, plus il faut de bits pour écrire une valeur et le lien est.... le logarithme (comme pour l'entropie).

    Et la phrase de wikipedia est vachement trompeuse (risque de confusion entre l'entropie du système/message et l'information échangée/reçue par l'observateur).

    Et non, je ne changerai pas d'avis sur ce point :
    - Autant il y a encore sans doute beaucoup à comprendre sur la paradoxe de l'information et les trous noirs (domaine hautement complexe).
    - Autant la physique statistique est bien maîtrisée, connue, validée (et elle date de plus d'un siècle, avec Maxwell et Boltzmann, et a largement eut le temps de murir avec Gibbs et bien d'autres).
    Et ce n'est jamais que ce point de vue que j'exprime.

    A noter que l'entropie des trous noirs est extrêmement grande (colossale d'ailleurs) : S = (1/4) k (c³/hbar G) A où A est l'aire de l'horizon.
    Et que dans la rechercher de l'origine microscopique de cette entropie (le W) on a constaté (c'est assez étonnant) que cela correspondant à associer 1 bit d'information par aire de Planck (longueur de Planck au carré). Ce qui donne un chiffre énorme aussi pour un trou noir bien sur. Et les bits mesurent bien l'information (là je risque encore moins de changer d'avis, je suis informaticien ).

    On en parle aussi ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Entropie_des_trous_noirs

    Et une image sympa :
    https://www.futura-sciences.com/scie...ogramme-50872/
    Sur ces "bits à la surface du trou noir".

    Bon, l'article Futura parle de la théorie holographique qui n'est pas ma tasse de thé, mais comme il y a cette image, voili voilà
    EDIT il y a d'ailleurs pleins de choses que je n'aime pas : la théorie des cordes, les trous noirs avec fire wall, .... Chacun ses trucs, moi c'est les boucles.
    Dernière modification par Deedee81 ; 09/04/2019 à 08h09.
    Keep it simple stupid

  15. #12
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    P.S. pour les échanges en privés, il y a les MP.
    C'est généralement suffisant (certains s'échangent leur adresse e-mail par MP, c'est le cas pour moi avec quelques participants, mais ça reste très limité).
    Et pas toujours utile : après tout, ce dont nous discutons ici peut intéresser tout le monde.
    Le paradoxe de l'information est un sujet récent, encore mal maîtrisé, touchant à des domaines hyper pointus de la gravité quantique.... et donc, ça passionne

    EDIT concernant le "point de vue/théorie" personnelle, cela ne concerne pas les trous noirs en soi (pour moi). J'ai une vision plutôt orthodoxe des trous noirs (ou des visions : astrophysique, RG, gravité quantique).
    Le seul point qui me titille c'est mon analyse du paradoxe de l'information que je trouve étrangement peu répandu. Tellement peu répandu que je n'ai RIEN trouvé, ni dans wikipedia, ni chez Rovelli, ni chez Wald (un spécialiste de la thermodynamique des trous noirs, mais pour lire son livre sur le sujet prévoyez DIX tubes d'aspirine Même s'il y a des passages vraiment géniaux).... et donc je ne peux m'empêcher de penser que je dois certainement me planter magistralement quelque part ( dans le message 3, pour la partie après le (*), ce qui précède ne me cause aucun problème, je viens d'en parler ci-dessus, ni l'évolution unitaire, qui est un pont aux ânes de la mécanique quantique).
    Dernière modification par Deedee81 ; 09/04/2019 à 08h15.
    Keep it simple stupid

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  17. #13
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Le seul point qui me titille c'est mon analyse du paradoxe de l'information que je trouve étrangement peu répandu. Tellement peu répandu que je n'ai RIEN trouvé, ni dans wikipedia, ni chez Rovelli, ni chez Wald (un spécialiste de la thermodynamique des trous noirs, mais pour lire son livre sur le sujet prévoyez DIX tubes d'aspirine Même s'il y a des passages vraiment géniaux).... et donc je ne peux m'empêcher de penser que je dois certainement me planter magistralement quelque part ( dans le message 3, pour la partie après le (*), ce qui précède ne me cause aucun problème, je viens d'en parler ci-dessus, ni l'évolution unitaire, qui est un pont aux ânes de la mécanique quantique).
    A noter que ça peut arriver qu'on se plante ainsi.

    Lorsque j'ai justement commencé à potasser le domaine concerné (par le paradoxe de l'information) : la théorie quantique des champs en espace-temps courbe.
    J'ai d'abord lu une série d'articles extrêmement bien écrit d'ailleurs dans ArXiv, très techniques, entre autre tirés directement des travaux de Hawking ou l'excellente introduction au sujet de Ted Jacobson.

    Puis j'ai commencé à réfléchir, j'ai commencé à écrire mes équations et je suis tombé sur une des pires âneries qu'on peut pondre : d'après mes calculs les trous noirs devaient être aussi lumineux qu'une super novae Quelque chose m'échappait. Je déteste ça. Alors j'ai acheté (n'existe qu'en anglais hélas) les livres "bibles" sur le sujet : la référence , Birrel et Davies, le Parker et Toms, le Wald et l'excellent Fulling). J'ai tout lu (c'était captivant, à part les tubes d'aspirine). Et là j'ai su qu'au départ.... je ne savais rien (merci Gabin ).

    C'est en forgeant qu'on devient forgeron et pas en regardant un morceau de métal Et quelque soi son âge (je suis plus tout jeune) on se rappelle toujours que Dunning et Kruger ont la fâcheuse manie de venir frapper à notre porte.

    Bon, désolé d'être aussi bavard.
    Keep it simple stupid

  18. #14
    0577

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais (là on passe dans la façon dont je vois le problème), pour parler d'équation d'évolution, il faut parler du temps. Or on est en relativité ici !!!! Il est impossible de parler d'un temps global absolu en relativité. Pire encore, en relativité générale, on peut avoir coupure causale : l'intérieur d'un trou noir n'a pas de relation avec l'extérieur, on le voit bien sur un diagramme de Penrose. Parler de ce qui se passe là maintenant (selon ma montre) dans le trou noir est une question sans aucun sens.
    Lorsqu'on parle d'évolution unitaire dans le cadre de l'évaporation des trou noirs, on suppose que l'espace-temps est asymptotiquement Minkowski, et le temps considéré est le temps associé, temps propre d'un observateur hors du trou noir et "à l'infini".


    L'évaporation change-t-elle la donne ? Non, car le rayonnement de Hawking est émit hors du trou noir (juste au bord de l'horizon).
    Et (comme là aussi on le voit bien sur un diagramme de Penrose), l'évolution avec évaporation continue à présenter une "bulle" hors de notre espace et notre temps.
    Je ne comprends pas qui est cette "bulle". Le rayonennement de Hawking sort du trou noir et donc est bien mesurable par un observateur extérieur.

  19. #15
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    J'inverse les citations pour avoir plus facile de répondre.

    Citation Envoyé par 0577 Voir le message
    Je ne comprends pas qui est cette "bulle". Le rayonennement de Hawking sort du trou noir et donc est bien mesurable par un observateur extérieur.
    La "bulle" (désolé pour ce terme assez mal choisi) est la zone d'espace-temps sous l'horizon, causalement/temporellement déconnectée du reste.
    Ce n'est pas l'endroit où est mit le rayonnement (qui naît près de l'horizon, à l'extérieur).

    Citation Envoyé par 0577 Voir le message
    Lorsqu'on parle d'évolution unitaire dans le cadre de l'évaporation des trou noirs, on suppose que l'espace-temps est asymptotiquement Minkowski, et le temps considéré est le temps associé, temps propre d'un observateur hors du trou noir et "à l'infini".
    Je pense (mais à nouveau là j'aimerais qu'on confirme mon analyse où que l'on pointe une bourde) qu'il faut être conscience que faire ainsi (c'est légitime) est une approximation.
    Une partie de la matière tombe dans le trou noir.... y compris la contrepartie d'énergie négative du rayonnement de Hawking et qui dans ce cas est intriquée avec ce rayonnement.

    Si l'on considère l'évolution unitaire vue de l'extérieur (dans l'espace asymptotiquement plat.... bien que ça, ce ne soit pas une obligation, ça simplifie juste les calculs ) on "coupe" ce lien d'intrication. On le coupe "sur papier", pas dans la réalité évidemment, on le coupe en ignorant volontairement une partie de l'espace-temps complet.

    La situation est assez semblable à la décohérence où on considère l'évolution quantique d'un système en ignorant volontairement l'intrication avec les états de l'environnement (le fameux passage à la matrice de densité réduite). (*)

    Mais j'ai la furieuse impression que dans le cas des trous noirs on oublie souvent ce fait et, si on en tient compte dans un cadre purement RG "univers bloc", il n'y a aucun soucis, pas de paradoxe. Le paradoxe ne naît que si on effectue cette séparation volontairement et qu'on considère le reste comme devant évoluer de manière unitaire (ce qui est impossible : couper volontairement l'intrication n'est pas unitaire).

    (*) Je me demande d'ailleurs s'il ne serait pas intéressant de regarder d'un peu plus près les points communs, en écrivant les équations dans ces points de vue et de voir où ça mène. Voir les points communs et les différences. Faudra que je regarde ça.
    Keep it simple stupid

  20. #16
    invite73192618

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Le seul point qui me titille c'est mon analyse du paradoxe de l'information que je trouve étrangement peu répandu.
    En fait je crois que c'est précisément cette vision qui se heurte au problème du mur de feu. bizarre et vaguement amusant, que cette phrase fasse du sens

    En d'autres mots, le rayonnement Hawking est certes émis hors du trou noir, mais s'il comporte une information correspondante à l'intérieur alors un plongeur pourrait collecter une information sur un état quantique d'une manière qui violerait le no cloning. Une solution potentielle est que une démonstration de violation demanderait une puissance de calcul supérieure à ce que l'observateur peut se permettre. Une solution plus fréquente chez les physiciens est de noter que cela se passerait derrière l'horizon, donc de poser l'hypothèse que Darth Vador désintègre ceux qui passent l'horizon. Finalement, la foule du forum astrophysique préfère parfois une variante auto-réalisatrice: cela se passerait derrière l'horizon, donc un censeur cosmique géant violet à rayures jaunes apparait et annule toute discussion de ce qui se passe derrière l'horizon.
    Dernière modification par Jiav ; 09/04/2019 à 16h46. Motif: vert pomme > violet à rayures jaunes

  21. #17
    JPL

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Jiav Voir le message
    donc un censeur cosmique géant violet à rayures jaunes apparait et annule toute discussion de ce qui se passe derrière l'horizon.
    Remarque que IRL un vrai modérateur tout vert peut aussi annuler des discussions qui se passent de ce côté-ci de l’horizon
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  22. #18
    invite73192618

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Remarque que IRL un vrai modérateur tout [violet à rayures jaunes] peut aussi annuler des discussions qui se passent de ce côté-ci de l’horizon
    C'est pour éviter cette pensée sacrilège que j'ai changé la couleur au dernier moment

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  24. #19
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Salut,

    Citation Envoyé par Jiav Voir le message
    En fait je crois que c'est précisément cette vision qui se heurte au problème du mur de feu. bizarre et vaguement amusant, que cette phrase fasse du sens
    En effet, c'est bizarre

    Sinon, oui, il y a plusieurs solutions proposées par divers auteurs pour résoudre le paradoxe de l'information (par exemple en gravité quantique à boucles le spectre émit n'est pas tout à fait thermique, l'information "fuit". Mais je ne suis pas sûr que cette solution soit sûre vu les difficultés mathématiques avec la théorie.... c'est plutôt un modèle comme les autres solutions).

    On pourrait invoquer que mon explication est minimaliste (chère à ce brave Guillaume d'Occam) : uniquement deux sauces dans la préparation : RG et MQ. Mais je pense qu'on peut en dire autant du mur de feu (qui n'a pas la faveur de beaucoup de physiciens à ma connaissance (*), pas de moi non plus d'ailleurs , bien que cette solution soit aussi valable que les autres). La difficulté se trouvant dans la limite où MQ et RG doivent forcément se faire un gros bisou baveux bien caché à l'ombre du mur de Planck . On doit forcément faire quelques hypothèses, même simples et implicites, il y en a toujours. Par conséquent il est difficile de rejeter d'autres explications.

    (*) EDIT la majorité des théoriciens qui s'y intéressent se tournent vers la gravité quantique, et le plus souvent vers les cordes.
    Dernière modification par Deedee81 ; 10/04/2019 à 08h18.
    Keep it simple stupid

  25. #20
    mach3

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    A noter qu'il existe aussi des travaux sur la situation inverse, est-il possible que l'évaporation empêche la formation même du trou noir (pas d'horizon, pas de singularité) ? : https://arxiv.org/abs/1302.4733 (version finale reviewée : https://www.worldscientific.com/doi/...17751X13500504 )

    Je trouve ça très intéressant, j'ai hâte qu'il y ait de nouvelles observations qui permettent de mettre de l'ordre dans ce "foutoir" de la gravitation quantique. On en aura peut-être d'ailleurs cet après-midi !

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  26. #21
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    On en aura peut-être d'ailleurs cet après-midi !
    Pourquoi cet après-midi ?
    Keep it simple stupid

  27. #22
    mach3

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Pourquoi cet après-midi ?
    conférence sur les images de l'EHT à 15h
    Never feed the troll after midnight!

  28. #23
    Zefram Cochrane

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Bonjour,
    J'ai une vision simpliste du rayonnement de Hawking et de l'évolution des TN.
    Du fait du rayonnement de Hawking le TN perd de l'énergie donc diminue de masse et de taille, mais s'il absorbe plus d'énergie qu'il n'en émet, alors il grossit.
    [question 1 : j'aimerai bien comprendre comment un TN peut absorber une énergie négative ? Le positron est l'antiparticule de l'électron mais sa masse est positive (???).]
    https://www.futura-sciences.com/scie...visible-19410/
    En lisant cet article je vois qu'un TN s'il tourne assez rapidement peut cesser d'accrêter de la matière.
    question 2 : que devient la dernière orbite des photons dans un TN en rotation ( limite de l'ergosphère)?
    question3 : est-il possible qu'un TN puisse expuler la lumière indidente comme la matière?
    question 4 : un proton engagé dans une boucle spatio-temporelles peut il s'échapper de l'influence gravitationnelle du TN en rotation ou est-il condamné à tomber dans l'horizon?
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

  29. #24
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    conférence sur les images de l'EHT à 15h
    Ah c'est aujourd'hui ? Génial. Merci.

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    question 1 : j'aimerai bien comprendre comment un TN peut absorber une énergie négative ?
    Normalement l'énergie est toujours positive et sous toutes transformations de Lorentz, ça reste positif.
    Mais curiosité de la théorie quantique des champs, en présence d'accélération ou de gravité, ça peut être négatif !!!! (pas besoin que ce soit une antiparticule)
    https://en.wikipedia.org/wiki/Bogoliubov_transformation
    (pas d'article en Français, hélas)

    La masse reste positive (notons qu'en relativité, on a E=mc², mais ça peut être E=-mc² !!!! La relation complète étant E²=p²c²+m²c^4, les deux signes sont possibles même si généralement les deux signes sont découplés, sauf exception comme ici ou dans l'équation de Dirac en MQ relativiste, et on ignore la partie négative).

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    question 2 : que devient la dernière orbite des photons dans un TN en rotation ( limite de l'ergosphère)?
    Je ne sais pas.

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    question3 : est-il possible qu'un TN puisse expuler la lumière indidente comme la matière?
    Sous forme de jets, oui. C'est même fréquent et même pas limité aux TN (mécanisme complexe faisant intervenir le champ magnétique et mal maîtrisé théoriquement vu sa complexité).

    EDIT oh pardon, tu parlais de la lumière. Oui mais peut-être pas sous forme de jets, à confirmer pour les jets. Ca devrait donner une image extrêmement déformée et asymétrique de l'arrière-plan et du disque. Rendez-vous à 15h

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    question 4 : un proton engagé dans une boucle spatio-temporelles peut il s'échapper de l'influence gravitationnelle du TN en rotation ou est-il condamné à tomber dans l'horizon?
    J'ai pas compris. C'est quoi une "boucle spatio-temporelle" ???
    Dernière modification par mach3 ; 10/04/2019 à 12h12. Motif: correction de balises QUOTE
    Keep it simple stupid

  30. Publicité
  31. #25
    Ignatius84

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Puisque c'est un peu le sujet, je suis très surpris de l'explication d'Aurélien Barrau concernant l'évaporation. Pour lui il s'agit d'un effet tunnel. Si je comprends bien pour lui la particule qui emporte la température est créée sous l'horizon, mais elle en sort par effet tunnel. J'ai bien conscience que c'est dingue, mais je suis à peu près sûr que c'est ce qu'il dit. Un physicien me suggère que c'est une autre situation/théorie que la paire de particules générée à l'extérieur de l'horizon et donc l'explication plus classique de l'évaporation. Perso je trouve ça bizarre, très bizarre. Je vois plus bien ce qui peut permettre, dans la situation "classique", aux particules de ne pas se désintégrer mutuellement, si ce n'est, justement, une "énergie" ajoutée à l'une des deux particules -et donc un genre d'effet tunnel ?

    Pardon si c'est pas clair, mais c'est parce que c'est pas clair

  32. #26
    Zefram Cochrane

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Boucle_causale
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_de_Gödel
    Une boucle spatio-temporelle ou boucle causale serait dans le cadre de l'univers bloc un trou de ver qui permettrait à un clone spatio-temporel de 40ans de rencontrer son clone spatio-temporel de 20ans.
    le clone 20 rencontre son clone 40, fait sa vie et 20ans plus tard, il recontre son clone 20.
    Le truc est que le clone 40 peut dire au clone 20 de "tourner à gauche" au lieu de "tourner à droite" ( ce qu'il a fait lui-même lorsqu'il avait 20ans).
    C'est une version du paradoxe du grand-père : pépé mémé et papy mamy sont dans un vaisseau, 40 ans plus tard je suis dans le vaisseau et détruit celui de mes grands parents.
    Je vois 2 contraintes possibles:
    la première est d'ordre probabiliste : le clone 20 rencontre une bouillie de clone 40 qui ne peut donc pas communiquer avec lui, mais il demeurerait une infime possibilité que le clone 40 permette au clone 20 de de lui dire de tourner à gauche au lieu de la droite.
    La seconde est la localisation du trou de ver : je suis né dans le vaisseau par lequel sont arrivés mes grands-parents et que je détruise le vaisseau de leurs clones ou pas quand ils abordent le TN, cela ne change rien parce que mon destin est de finir dans le TN.

    On se revoit à 15h
    Dernière modification par Zefram Cochrane ; 10/04/2019 à 12h08.
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

  33. #27
    Zefram Cochrane

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Normalement l'énergie est toujours positive et sous toutes transformations de Lorentz, ça reste positif.
    Mais curiosité de la théorie quantique des champs, en présence d'accélération ou de gravité, ça peut être négatif !!!! (pas besoin que ce soit une antiparticule)
    https://en.wikipedia.org/wiki/Bogoliubov_transformation
    (pas d'article en Français, hélas)



    La masse reste positive (notons qu'en relativité, on a E=mc², mais ça peut être E=-mc² !!!! La relation complète étant E²=p²c²+m²c^4, les deux signes sont possibles même si généralement les deux signes sont découplés, sauf exception comme ici ou dans l'équation de Dirac en MQ relativiste, et on ignore la partie négative).
    c'est une histoire de nombres complexes?





    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message

    Sous forme de jets, oui. C'est même fréquent et même pas limité aux TN (mécanisme complexe faisant intervenir le champ magnétique et mal maîtrisé théoriquement vu sa complexité).

    EDIT oh pardon, tu parlais de la lumière. Oui mais peut-être pas sous forme de jets, à confirmer pour les jets. Ca devrait donner une image extrêmement déformée et asymétrique de l'arrière-plan et du disque. Rendez-vous à 15h
    Si je posais la question pour la lumière c'est parce que je me demandais si du fait de la capacité du TN à renvoyer la lumière ( effet Lense-Thirring) il pourrait être possible alors d'avoir un TN qui reçoive assez peu d'énergie (CMB) pour s'évaporer?
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

  34. #28
    Deedee81

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Ignatius84 Voir le message
    Puisque c'est un peu le sujet, je suis très surpris de l'explication d'Aurélien Barrau concernant l'évaporation. Pour lui il s'agit d'un effet tunnel. Si je comprends bien pour lui la particule qui emporte la température est créée sous l'horizon, mais elle en sort par effet tunnel. J'ai bien conscience que c'est dingue, mais je suis à peu près sûr que c'est ce qu'il dit. Un physicien me suggère que c'est une autre situation/théorie que la paire de particules générée à l'extérieur de l'horizon et donc l'explication plus classique de l'évaporation. Perso je trouve ça bizarre, très bizarre. Je vois plus bien ce qui peut permettre, dans la situation "classique", aux particules de ne pas se désintégrer mutuellement, si ce n'est, justement, une "énergie" ajoutée à l'une des deux particules -et donc un genre d'effet tunnel ?
    En effet, l'interprétation existe et j'avais lu un calcul du rayonnement de Hawking "par effet tunnel" dans ArXiv. Je n'aime pas mais cette approche existe bel et bien.

    D'accord. Merci Zefram. Pour moi de telles solutions sont des artefacts mathématiques et ne sont pas des solutions physiques.
    Mais je peux me tromper.
    Mais si de telles boucles sont possibles et si un proton parcourt une telle boucle autour du trou noir, non, il ne saurait pas être éjecté.
    Dernière modification par Deedee81 ; 10/04/2019 à 12h57.
    Keep it simple stupid

  35. #29
    mach3

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    question 2 : que devient la dernière orbite des photons dans un TN en rotation ( limite de l'ergosphère)?
    question 4 : un proton engagé dans une boucle spatio-temporelles peut il s'échapper de l'influence gravitationnelle du TN en rotation ou est-il condamné à tomber dans l'horizon?
    2) suffit de demander à la métrique de Kerr qui va fixer une relation entre vitesse angulaire coordonnée et coordonnée radiale pour une ligne d'univers de genre nul, de r constant et de theta=pi/2, puis à l'équation des géodésiques qui permettra de savoir pour quelles valeurs de r ces lignes d'univers sont des géodésiques (on se limite ici au cas équatorial, à l'intuition je ne pense qu'il y ait d'orbite stable pour la lumière en dehors du plan equatorial de toutes façons).

    4) je ne vois pas le rapport avec la choucroute, où est-il question de boucles spatio-temporelles?

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  36. #30
    Zefram Cochrane

    Re : Est-il possible qu'un trou noir ne s'évapore pas ?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    2) suffit de demander à la métrique de Kerr qui va fixer une relation entre vitesse angulaire coordonnée et coordonnée radiale pour une ligne d'univers de genre nul, de r constant et de theta=pi/2, puis à l'équation des géodésiques qui permettra de savoir pour quelles valeurs de r ces lignes d'univers sont des géodésiques (on se limite ici au cas équatorial, à l'intuition je ne pense qu'il y ait d'orbite stable pour la lumière en dehors du plan equatorial de toutes façons).

    4) je ne vois pas le rapport avec la choucroute, où est-il question de boucles spatio-temporelles?

    m@ch3
    Bonjour m@ch3
    3) Sans parler d'orbite stable, ce serait plus précisément l'ensemble des points ( silouhette apparente du TN inactif) ou un photon incident ne pourrait s'échapper du TN.
    4) est une question un peu HS parce que je croyait que de telles boucles ne pouvaient apparaitre que dans le cas des TN en rotation ( mais j'ai mes réponses) donc fin du HS.
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

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