Etat de la matière dans un trou noir

[BendingLight]

Bonjour,

J'ai cru comprendre qu'un TN qui vient de "naître" par effondrement gravitationnel d'une grosse étoile est fait de la matière de cette étoile. Il y a également la matière que ce trou noir va ingurgiter au fil du temps. Cependant je n'ai pas l'impression que l'état de cette matière (que ce soit la matière de l'étoile originelle ou la matière absorbée par la suite) soit sous une forme connue ( a priori elle n'est ni liquide, ni solide, ni gazeuse, ni sous forme de plasma)... si j'ai bien compris, elle est sous une forme que l'on n'a pas encore réussi à déterminer mais sur laquelle planchent les théories de gravitation quantique... j'ai bon?

Par ailleurs, pour ce qui est de la répartition de cette matière, peut-on quand même imaginer que cette matière forme une sorte de noyau sphérique à l'intérieur de la sphère de l'horizon du TN? (j'aurais tendance à dire que non parce que ça dépend de la réponse à la première question mais bon...)

Merci d'avance si vous pouvez m'éclairer.
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[Ignatius84]

Bienvenue sur un très bon forum

En fait actuellement on suppose que la matière (infiniment étirée et "spagghettifiée" au-delà de l'horizon) se décompose en atomes puis nucléons et électrons puis quarks et s'empilent. Alors il y a la version singularité ponctuelle à laquelle plus personne ne croit guère à cause de la "réalité" des Tn qui tournent. Cette singularité ponctuelle devient un tore dans la solution de Kerr (tn en rotation).

En fait un cordiste te dira que la matière est réduite à l'état de cordes et tourne dans la singularité (j'imagine), un physicien de la quantique à boucle te dira autre chose (je laisse par exemple le soin à Deedee81 de préciser ).

Dans tous les cas ce sont bien sûr des spéculations théoriques (mathématisées et tout, mais bon, ce qu'il y a derrière l'horizon est... derrière l'horizon, déconnecté causalement de nous, donc dur dur !) : on ne sait pas au-delà du fait que la gravitation a gagné sur la matière, ça c'est à peu près sûr !

[Deedee81]

Salut,

On est d'accord que l'état de la matière au centre reste assez méconnu mais :

En fait actuellement on suppose que la matière (infiniment étirée et "spagghettifiée" au-delà de l'horizon) se décompose en atomes puis nucléons et électrons puis quarks et s'empilent. Alors il y a la version singularité ponctuelle à laquelle plus personne ne croit guère à cause de la "réalité" des Tn qui tournent. Cette singularité ponctuelle devient un tore dans la solution de Kerr (tn en rotation).

Pour moi, l'absence de singularité est juste lié aux effets quantiques.

Tu es sûr pour ton tore ? Il me semblait que cela n'arrivait que pour les TN plus qu'extrêmal ("forte" rotation).
(je confond peut-être avec l'horizon)

[Ignatius84]

bin je suis sûr d'avoir lu cent fois que la singu est annulaire dans un tn en rotation. Après je suis infichu de te le démontrer mathématiquement (mais je suis infoutu de démontrer géométriquement qu'un triangle a trois angles et ne tire pas la langue, donc ça vient de moi ).

C'est vrai que singularité annulaire et "tore" ce n'est pas strictement la même chose. J'ai peut-être pêché par approximation (après j'ai peut-être "raison" )

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

J'ai été vérifié, tu as raison (donc tu n'avais pas tore ) :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_n...3%A9_annulaire

Le tore c'est la forme de l'horizon pour un trou noir plus qu'extrêmal (je ne suis pas sûr qu'ils puissent exister, il y a une conjecture autour de ça).

Je confondais les deux.

[yves95210]

Salut,

On est d'accord que l'état de la matière au centre reste assez méconnu mais :

Pour moi, l'absence de singularité est juste lié aux effets quantiques.

Forcément...

Mais même sans faire appel à une théorie de la gravitation quantique, j'aime bien l'idée de la cosmologie avec torsion (basée sur la théorie d'Einstein-Cartan). Cette torsion étant localement couplée à la densité (d'énergie) de spin des particules elle n'a aucun effet habituellement (on retrouve strictement la RG) puisque statistiquement dans un petit volume cette densité est nulle. Mais dans le cas d'un trou noir de Kerr, dont la rotation entraîne un alignement des spins des particules tombant sous l'horizon, la torsion devient significative et son l'effet est de signe opposé à celui de la gravitation "classique". Cela supprime la singularité voire, selon certains, provoque un rebond (effectivement on voit mal comment un tel état pourrait rester stable).

L'ennui c'est qu'on n'a guère de chance de pouvoir confirmer / réfuter ça expérimentalement...

Tu es sûr pour ton tore ? Il me semblait que cela n'arrivait que pour les TN plus qu'extrêmal ("forte" rotation).
(je confond peut-être avec l'horizon)

Je ne m'étais jamais posé la question, mais je viens d'aller voir la page wikipedia sur le trou noir de Kerr, et c'est bien ce qu'elle dit, même pour un espace-temps de Kerr "lent".

[Ignatius84]

Salut,



Forcément...

Mais même sans faire appel à une théorie de la gravitation quantique, j'aime bien l'idée de la cosmologie avec torsion (basée sur la théorie d'Einstein-Cartan). Cette torsion étant localement couplée à la densité (d'énergie) de spin des particules elle n'a aucun effet habituellement (on retrouve strictement la RG) puisque statistiquement dans un petit volume cette densité est nulle. Mais dans le cas d'un trou noir de Kerr, dont la rotation entraîne un alignement des spins des particules tombant sous l'horizon, la torsion devient significative et son l'effet est de signe opposé à celui de la gravitation "classique". Cela supprime la singularité voire, selon certains, provoque un rebond (effectivement on voit mal comment un tel état pourrait rester stable).

L'ennui c'est qu'on n'a guère de chance de pouvoir confirmer / réfuter ça expérimentalement...



Je ne m'étais jamais posé la question, mais je viens d'aller voir la page wikipedia sur le trou noir de Kerr, et c'est bien ce qu'elle dit, même pour un espace-temps de Kerr "lent".

comment je suis lent ? et je suis pas une fille ! pardon, je plaisante

[yves95210]

Mais même sans faire appel à une théorie de la gravitation quantique, j'aime bien l'idée de la cosmologie avec torsion (basée sur la théorie d'Einstein-Cartan). Cette torsion étant localement couplée à la densité (d'énergie) de spin des particules elle n'a aucun effet habituellement (on retrouve strictement la RG) puisque statistiquement dans un petit volume cette densité est nulle. Mais dans le cas d'un trou noir de Kerr, dont la rotation entraîne un alignement des spins des particules tombant sous l'horizon, la torsion devient significative et son l'effet est de signe opposé à celui de la gravitation "classique". Cela supprime la singularité voire, selon certains, provoque un rebond (effectivement on voit mal comment un tel état pourrait rester stable).

Pour ceux que ça intéresse, j'ajoute un lien vers cette discussion sur researchgate. Discussion entre théoriciens, mais très lisible, et contenant des références de publications sur le sujet.
Clairement, à moins d'être capable de réfuter la théorie d'Einstein-Cartan (j'en doute...), on ne peut pas faire l'impasse sur ses conséquences lorsqu'on parle de l'"état de la matière dans un trou noir".
Je souligne aussi la remarque selon laquelle "Since spin is so important in quantum phenomena, EC is a better classical limit for a successful quantum theory of gravitation".

[Ignatius84]

"la torsion devient significative et son l'effet est de signe opposé à celui de la gravitation "classique"



énorme ça. Jamais vu ça nulle part. Ca change complètement ma façon de voir le truc (enfin le germe est là je pense)...

est-ce qu'on peut aller jusqu'à penser (évidemment il vaudrait mieux faire des calculs et schémas mais bon ) qu'elle devient répulsive autour de la localisation théorique de l'horizon interne dans la solution de Kerr ? et donc la matière ferait des allers-retours entre les deux horizons ???

Y a moyen ou j'écris des **** plus grosses que moi ??

[Deedee81]

Y a moyen ou j'écris des **** plus grosses que moi ??

Moi j'en sais rien. Les versions théoriques avec torsion je connais mal

[yves95210]

"la torsion devient significative et son l'effet est de signe opposé à celui de la gravitation "classique"
(...)
est-ce qu'on peut aller jusqu'à penser (évidemment il vaudrait mieux faire des calculs et schémas mais bon ) qu'elle devient répulsive autour de la localisation théorique de l'horizon interne dans la solution de Kerr ? et donc la matière ferait des allers-retours entre les deux horizons ???

Chuis pas spécialiste non plus

Dans ce que j'avais lu, ça débouchait plutôt sur un mécanisme analogue à l'inflation (mais ne nécessitant pas de champ exotique), bref ça conduit à un scénario de cosmologie avec rebond. Mais imaginer que chaque TN (peut-être à partir d'une certaine masse) peut donner naissance à un nouvel univers, c'est vertigineux (enfin, pas plus que le multivers du paradigme de l'inflation éternelle).
Et de toute façon inobservable dans notre univers - à moins qu'une théorie de ce type soit capable de prédire des traces spécifiques qu'un tel mécanisme aurait laissées dans l'univers observable.

[Ignatius84]

Chuis pas spécialiste non plus

Dans ce que j'avais lu, ça débouchait plutôt sur un mécanisme analogue à l'inflation (mais ne nécessitant pas de champ exotique), bref ça conduit à un scénario de cosmologie avec rebond. Mais imaginer que chaque TN (peut-être à partir d'une certaine masse) peut donner naissance à un nouvel univers, c'est vertigineux (enfin, pas plus que le multivers du paradigme de l'inflation éternelle).
Et de toute façon inobservable dans notre univers - à moins qu'une théorie de ce type soit capable de prédire des traces spécifiques qu'un tel mécanisme aurait laissées dans l'univers observable.

Bien d'accord que c'est aussi la première image que j'ai eue en te lisant plus haut. Mais bon, voilà d'autres ont bien poussé le truc (sic) et on voit ce que ça donne, sans compter que c'est quand même extrapoler sur une interprétation déjà étonnante au départ (la répulsivité dans le contexte donné). Du coup je me suis limité au cas du tn de Kerr. Et je vois pas bien ce que la matière pourrait faire d'autre qu'un genre de yoyo entre les horizons. Cela dit, c'est présupposer qu'on a encore de la matière se comportant comme de la matière en champ gravitationnel très fort. Rien ne dit que ça marche, l'état de la matière une fois spagghetifiée doit impliquer un comportant au moins chouilla différent de celui de son état initial, du coup... bin voilà, j'imagine qu'on est obligé de prendre un formalisme théorique -qui dépendra de son obédience "scolaire/théorique" (cordes, quanta différents, etc)...

[yves95210]

Moi j'en sais rien. Les versions théoriques avec torsion je connais mal

Tu devrais t'y intéresser, parce que les experts disent que ça devrait être la bonne limite "classique" d'une théorie quantique de la gravitation

Et en soi, c'est beaucoup, beucoup plus facile à comprendre - et parfaitement justifié mathématiquement à partir du moment où ne met pas le tenseur de torsion sous le tapis comme Einstein l'a fait pour se simplifier les calculs (mais de manière tout à fait justifiable à son époque, car aucun phénomène connu ne pouvait laisser penser que ça aurait une conséquence expérimentale).
De fait, à la limite (densité de spin = 0) la théorie d'Einstein-Cartan est rigoureusement identique à la RG. Einstein avait d'ailleurs du mal à imaginer à quelle avancée physique pouvaient conduire les travaux mathématiques de Cartan, dont il avait malgré tout reconnu la cohérence en tant que généralisation de la RG, géométriquement complète.

[Ignatius84]

Tu devrais t'y intéresser, parce que les experts disent que ça devrait être la bonne limite "classique" d'une théorie quantique de la gravitation

Et en soi, c'est beaucoup, beucoup plus facile à comprendre - et parfaitement justifié mathématiquement à partir du moment où ne met pas le tenseur de torsion sous le tapis comme Einstein l'a fait pour se simplifier les calculs (mais de manière tout à fait justifiable à son époque, car aucun phénomène connu ne pouvait laisser penser que ça aurait une conséquence expérimentale).
De fait, à la limite (densité de spin = 0) la théorie d'Einstein-Cartan est rigoureusement identique à la RG. Einstein avait d'ailleurs du mal à imaginer à quelle avancée physique pouvaient conduire les travaux mathématiques de Cartan, dont il avait malgré tout reconnu la cohérence en tant que généralisation de la RG, géométriquement complète.

ah bin, pour le moins me semble-t-il, du moins dans ce paradigme de la volonté d'unifier, je vois mal comment ignorer ce contexte qui est parfait pour isoler les phénomènes (enfin je parle comme un chercheur alors que je suis juste un pitre )...

[papy-alain]

Cette torsion étant localement couplée à la densité (d'énergie) de spin des particules elle n'a aucun effet habituellement (on retrouve strictement la RG) puisque statistiquement dans un petit volume cette densité est nulle. Mais dans le cas d'un trou noir de Kerr, dont la rotation entraîne un alignement des spins des particules tombant sous l'horizon, la torsion devient significative et son l'effet est de signe opposé à celui de la gravitation "classique". Cela supprime la singularité voire, selon certains, provoque un rebond (effectivement on voit mal comment un tel état pourrait rester stable).

Je me demande s'il n'y a pas ici confusion entre une inversion de signe de la gravité d'une part, et l'inversion de signe du moment cinétique qui entraîne localement une situation chaotique d'autre part.
Je n'affirme rien, je me pose la question.

[yves95210]

Je me demande s'il n'y a pas ici confusion entre une inversion de signe de la gravité d'une part, et l'inversion de signe du moment cinétique qui entraîne localement une situation chaotique d'autre part.

Il ne s'agit pas d'une inversion du signe de la gravité, mais d'une autre propriété de la géométrie de l'espace-temps (la torsion), qui s'ajoute au membre de gauche de l'équation d'Einstein (la géométrie, limitée à la courbure riemanienne dans la RG "classique") et qui correspond à la prise en compte d'un terme supplémentaire (la densité de spin) dans le membre de droite (les densités d'énergie, sources de la gravitation).
Ensuite, il faut faire les calculs pour conclure que ces termes contribuent avec un signe opposé à celui de la gravitation "classique", au moins dans certains cas dignes d'intérêt (à très haute énergie => dans un trou noir ou dans l'univers primordial). Je n'ai pas le temps maintenant, mais si ça vous intéresse je pourrai retrouver des publications qui le démontrent (il y en a en référence dans la discussion researchgate que j'ai citée et qui mérite d'être lue - sans trop de difficulté).

Cartan, qui était un grand mathématicien, a prouvé que ces termes étaient indispensables pour obtenir une description complète de la géométrie de l'espace-temps, et en a convaincu Einstein - bien que, à l'époque, celui-ci ne pouvait pas imaginer à quoi pouvait correspondre physiquement le terme de droite, et n'a pas jugé utile de donner suite à ces premiers travaux (qui ont été ressuscités plus tard entre autres par Sciama et Kibble).

[yves95210]

Je n'ai pas le temps maintenant, mais si ça vous intéresse je pourrai retrouver des publications qui le démontrent (il y en a en référence dans la discussion researchgate que j'ai citée et qui mérite d'être lue - sans trop de difficulté).

J'ai retrouvé la discussion dans laquelle on avait parlé de cette théorie et de ses conséquences. Et le message où je donnais des références de publications (et d'un article de vulgarisation).

Et une autre discussion où le sujet a été abordé marginalement, à partir du message #27 d'Amanuensis, et a donné lieu à un échange intéressant entre lui et 0577, l'un et l'autre bien plus compétents que moi...

[Ignatius84]

Chuis pas spécialiste non plus

Dans ce que j'avais lu, ça débouchait plutôt sur un mécanisme analogue à l'inflation (mais ne nécessitant pas de champ exotique), bref ça conduit à un scénario de cosmologie avec rebond. Mais imaginer que chaque TN (peut-être à partir d'une certaine masse) peut donner naissance à un nouvel univers, c'est vertigineux (enfin, pas plus que le multivers du paradigme de l'inflation éternelle).
Et de toute façon inobservable dans notre univers - à moins qu'une théorie de ce type soit capable de prédire des traces spécifiques qu'un tel mécanisme aurait laissées dans l'univers observable.

Bon, alors j'ai un peu pensé le truc, concernant l'espace-temps entre les horizons dans Kerr. Et finalement en me représentant le truc (comme je peux, les quadrivecteurs sont loin de moi encore) je peux l'admettre si la torsion extrême associée à la rotation extrême* produit une sorte de "surplomb" d'espace-temps là où il ne faisait "que" plonger dans la solution statique. Donc, de la même manière qu'une pente à 45 degré nous attire de deux façons qui se traduisent par une oblique à 45° (si on dit que les "forces" sont équivalentes dans leurs deux composantes -verticales et horizontales), je vois ça un peu comme la solution (fantaisiste) d'une Terre cubique : loin du centre d'une face on est attiré vers l'arrière. Sauf que là "l'arrière" est en fait devant, d'où la répulsion "apparente" capable de faire remonter la ligne d'univers par rapport à son origine, tellement distordue que courbée à 360° (??). Le pire c'est que ça semble clair dans ma tête, mais pas facile à exprimer sans maths.

D'ailleurs est-ce qu'on peut transposer ça à un mixeur avec deux lames (courbes ?) au centre et la matière projetée en sens giratoire par le mixeur. Sauf que là, à la place de la matière, on a en premier lieu l'espace-temps qui subit cet effet. Si on le voit comme des petites portions d'espace de Planck, ça fait sens avec les projections du mixeur. Bien sûr, la matière elle-même contribue à la courbure, et comme ce sont des particules qui regardent des espace de Planck, l'effet doit être sensible...

*quand même j'ai besoin des maths parce que l'effondrement gravitationnel est déjà extrême par nature ici et donc la giration me paraît s'imposer sans avoir besoin d'une rotation de l'astre par lui-même, ou alors ça reviendrait à dire qu'un tn de Schwarzschild tourne "quand même"... aïe, bobo tête.

[yves95210]

Bon, alors j'ai un peu pensé le truc, concernant l'espace-temps entre les horizons dans Kerr. Et finalement en me représentant le truc (comme je peux, les quadrivecteurs sont loin de moi encore)
(...)
Le pire c'est que ça semble clair dans ma tête, mais pas facile à exprimer sans maths.
(...)
... aïe, bobo tête.

Je pense que tu as tout dit avec ces quelques phrases

[Ignatius84]

Je pense que tu as tout dit avec ces quelques phrases

C'est noté.

[Ignatius84]

Je pense que tu as tout dit avec ces quelques phrases

Quand même, j'y reviens pour préciser un truc. Première la partie sur la distribution des forces qui jouent sur la courbure est très évidemment au mieux maladroitement présentée. Je ne suis pas certain que ce qu'il y a avant et la partie "mixer" soit forcément ineptes. Mais surtout, si je demande ça, c'est pas que pour le plaisir. Je suis médiateur scientifique en astro, donc je dois pouvoir éventuellement expliquer ceci dans un discours assez simple (d'où la recherche d'analogie avec un mixeur d'espace temps).

[yves95210]

Quand même, j'y reviens pour préciser un truc. Première la partie sur la distribution des forces qui jouent sur la courbure est très évidemment au mieux maladroitement présentée. Je ne suis pas certain que ce qu'il y a avant et la partie "mixer" soit forcément ineptes. Mais surtout, si je demande ça, c'est pas que pour le plaisir. Je suis médiateur scientifique en astro, donc je dois pouvoir éventuellement expliquer ceci dans un discours assez simple (d'où la recherche d'analogie avec un mixeur d'espace temps).

Désolé si j'ai été un peu lapidaire. Mais sincèrement je n'ai rien compris aux images que tu te fais dans ta tête...

Et dans le rôle de médiateur scientifique que tu évoques, je pense qu'il faut s'en tenir aux choses bien établies et éviter d'aborder des théories spéculatives. Dans ce cadre, c'est simple :
on ne sait pas ce qui arrive à la matière à l'intérieur d'un trou noir, si ce n'est que, si on s'en tient à la RG, on obtient une singularité, et que tous les physiciens sont d'accord pour dire que ce n'est pas physique. Donc, du fait de la densité d'énergie extrême au cœur du TN, on atteint la limite de ce que la RG (théorie macroscopique) est capable de décrire, et il faudrait une théorie quantique de la gravitation pour espérer décrire ce qui s'y passe, théorie(s) qui aujourd'hui n'est (ne sont) qu'à l'état d'ébauche, et dont on n'a encore aucune possibilité de vérification / réfutation par l'expérience - ce qui est quand-même la base de la physique.

Ce n'est pas parce qu'un fada (?) sur un forum te parle de modèles spéculatifs qu'il faut que tu les prennes pour argent comptant. Bref, ce n'est pas parce que ce modèle me paraît intéressant (et que la théorie d'E.-C. sur lequel il est basé me semble cohérente, et que je suis sensible aux arguments de ceux qui disent que c'est cette théorie qui devrait être vue comme la limite "classique" d'une éventuelle théorie quantique de la gravitation, etc.) qu'il faut que tu l'adoptes et que tu essaies de t'en faire une représentation intuitive, ce qui a peu de chances de marcher. Même si tu es tenté de le faire, à mon avis ça ne rentre pas dans la mission d'un médiateur scientifique.

[Ignatius84]

y a aucun souci mon premier post ici date d'il y a trois ans et je parlais de différentes tailles d'infinis. Je me suis fait jeter par les matheux (nawak à poil dur, je m'en souviens encore). Y a trois mois en maths j'ai appris à calculer les limites et j'ai donc vu que ce que je disais avec des termes non conformes était strictement juste. Je ne dis pas que là j'ai raison, je dis juste que je ne me formalise plus si vite désormais. Ceci dit :

Ta réflexion sur mon discours à avoir est exactement, au mot près, mon discours "consensuel". Nous sommes d'accord.

Ensuite, quand même, parce que mes mots étaient pas jolis, voilà, très grossièrement, en 2d "orthogonale" (je pense qu'on doit dire ça) à quoi je pense :

courbe fonction extremum.png

la partie "extremum" à droite représenterait la direction (façon vue en coupe) de la géodésique qui "remonte" (répulsivité dont tu parlais) et nous éloigne donc du centre de gravité (je resitue qu'il s'agit de l'espace entre les deux horizons du tn de kerr). A noter que la partie extrême de droite n'est pas à considérer ici, la fonction est croissante après le premier plongeon, point (même si je l'imagine en train de remonter vers la gauche).

tn de Kerr trou-noir-kerr-3d vue coupe pas mal.jpg

donc, est-ce qu'on peut, en première approche, avoir une représentation de cet ordre là ? Bien sûr, sur la première image de la fonction, je l'ai prise telle quelle, si je savais en faire rapidement et que j'avais le temps, la partie droite qui remonte remonterait bien plus, y a peut-être une asymptote (j'imagine qu'en RG "stricte" en tomberait vite dessus, dès le premier plongeon même, ou du moins est-ce le cas dans la solution de Schwarzschild dans mon esprit).

Je crois qu'il faut que j'ouvre un post pour mieux me faire comprendre la différence du traitement de l'espace-temps en Schwarzschild versus Kerr au-delà de l'horizon (premier dans le cas de Kerr).

[yves95210]

Bonsoir,

Ensuite, quand même, parce que mes mots étaient pas jolis, voilà, très grossièrement, en 2d "orthogonale" (je pense qu'on doit dire ça) à quoi je pense :

Pièce jointe 387017

la partie "extremum" à droite représenterait la direction (façon vue en coupe) de la géodésique qui "remonte" (répulsivité dont tu parlais) et nous éloigne donc du centre de gravité (je resitue qu'il s'agit de l'espace entre les deux horizons du tn de kerr). A noter que la partie extrême de droite n'est pas à considérer ici, la fonction est croissante après le premier plongeon, point (même si je l'imagine en train de remonter vers la gauche).

tn de Kerr Pièce jointe 387018

donc, est-ce qu'on peut, en première approche, avoir une représentation de cet ordre là ? Bien sûr, sur la première image de la fonction, je l'ai prise telle quelle, si je savais en faire rapidement et que j'avais le temps, la partie droite qui remonte remonterait bien plus, y a peut-être une asymptote (j'imagine qu'en RG "stricte" en tomberait vite dessus, dès le premier plongeon même, ou du moins est-ce le cas dans la solution de Schwarzschild dans mon esprit).

Je ne comprends pas bien ce que représente ton premier graphique.

Quand au deuxième (TN de Kerr), je n'avais pas réalisé qu'il y avait un deuxième horizon, interne (une deuxième ergosphère). Mais je ne suis pas expert en la matière... et une petite recherche sur le web m'a prouvé que ce n'est pas une invention de ta part : j'ai retrouvé ton graphique ici . Et la page wikipedia parle également de cet horizon interne, qui sépare le bloc 2 du bloc 3, mais reste vague sur le sujet.
Bref tu viens de m'apprendre quelque-chose.

A part ça, je me suis rappelé un papier qui pourra t'intéresser et dont il a été question dans une discussion sur le forum il y a quelques mois. Il démontre que le volume intérieur d'un TN augmente avec le temps et peut être énorme.

[Ignatius84]

Ton lien est pas encore validé, je le verrai demain. Oui... si j'avais dit horizon de Cauchy, tu m'aurais peut-être moins pris direct pour un flan bref ça a eu le mérite de me faire relire l'excellente page astrosurf et j'ai trouvé des trucs (malheureusement ils ont protégé leurs pages des copié-collés, les fourbes !).

Un truc qui règle en partie la question initiale du post : "Selon les modèles actuels [entre l'horizon 1 et l'horizon 2 (interne donc)], il n'existe plus de matière mais un espace vide jusqu'à la singularité centrale". Bon, pour ma part c'est les formes des géodésiques qui m'intéressent, et il faut fouiller chez Boyer-Lindquist qui ont pondu la métrique qui convient.

Mais tout n'est pas si simple pour la métrique donc. Alors il y a ce point concernant l'effet centrifuge dont Abramowicz (et d'autres) ont montré qu'il était très contre intuitif à l'approche de Rs (dirigé vers l'opposé "du sens commun" dans certaines conditions) : "le moment angulaire est transporté vers l'extérieur comme il se doit, mais cet extérieur doit être considéré dans le sens de l'optique géométrique [...], [et] près du trou noir le moment angulaire est transporté vers l'intérieur, ce qui est semble paradoxal". Bon, quel rapport avec la choucroute... déjà je me demande si on peut transposer ça à l'approche de l'horizon de Cauchy, mais bien sûr on a déjà affaire à des géodésiques tournicotées par l'effet Lense-Thirring, donc, ça devient "intéressant"... C'est là que je collais ta remarque sur la considération "Einstein-Cartan"...

[yves95210]

Salut,

Ton lien est pas encore validé, je le verrai demain.

Ce n'était pas un problème de validation : c'est ma faute, erreur de copié-collé. Voici le bon lien.

Oui... si j'avais dit horizon de Cauchy, tu m'aurais peut-être moins pris direct pour un flan

C'est ta faute : c'est toi qui n'arrêtes pas de te faire passer pour un flan...
Quant à l'horizon de Cauchy, je ne connaissais pas le nom, car je n'avais pas été plus loin dans la lecture de la page astrosurf. Bref, c'est qui, le flan ?

Ce manque de curiosité de ma part qui fait que je n'en sais pas plus sur les modèles de TN vient sans-doute du fait que ce qui se passe à l'intérieur de l'horizon (externe dans le cas d'un TN de Kerr) est inatteignable par la physique expérimentale. Donc on peut établir tous les modèles spéculatifs qu'on veut à condition qu'ils soient mathématiquement cohérents avec la RG, on aura bien du mal à les réfuter... Alors qu'on se doute bien qu'au-delà d'une certaine limite le modèle ne peut plus représenter la réalité physique, même approximativement.

Un truc qui règle en partie la question initiale du post : "Selon les modèles actuels [entre l'horizon 1 et l'horizon 2 (interne donc)], il n'existe plus de matière mais un espace vide jusqu'à la singularité centrale"

Je ne vois pas ce que ça règle : ça ne fait que repousser le problème un peu plus à l'intérieur... (à l'intérieur de l'horizon interne)

Bon, pour ma part c'est les formes des géodésiques qui m'intéressent, et il faut fouiller chez Boyer-Lindquist qui ont pondu la métrique qui convient.
Mais tout n'est pas si simple pour la métrique donc. Alors il y a ce point concernant l'effet centrifuge dont Abramowicz (et d'autres) ont montré qu'il était très contre intuitif à l'approche de Rs (dirigé vers l'opposé "du sens commun" dans certaines conditions) : "le moment angulaire est transporté vers l'extérieur comme il se doit, mais cet extérieur doit être considéré dans le sens de l'optique géométrique [...], [et] près du trou noir le moment angulaire est transporté vers l'intérieur, ce qui est semble paradoxal". Bon, quel rapport avec la choucroute...

Le fait que si, en bon Newtonien, tu essaies de te mettre en orbite en ajustant ta vitesse (tangentielle à l'orbite) pour compenser l'effet centripète de la gravitation par celui de l'accélération (que tu crois être) centrifuge, ça aura l'effet paradoxal d'additionner les valeurs absolues de ces deux effets et de te faire tomber encore plus vite.

[papy-alain]

On ne possède aucune théorie de gravité quantique qui soit avérée, mais on avance tout de même des pistes pour tenter d'imaginer ce qui pourrait se passer sous l'horizon. Tous les théoriciens qui font autorité s'accordent à dire qu'une telle théorie, s'il y en a une qui est validée dans le futur, effacera sans doute la notion de singularité, mais on continue quand même d'en parler comme s'il s'agissait d'une réalité physique. Est ce encore de la physique ?

[yves95210]

On ne possède aucune théorie de gravité quantique qui soit avérée, mais on avance tout de même des pistes pour tenter d'imaginer ce qui pourrait se passer sous l'horizon. Tous les théoriciens qui font autorité s'accordent à dire qu'une telle théorie, s'il y en a une qui est validée dans le futur, effacera sans doute la notion de singularité, mais on continue quand même d'en parler comme s'il s'agissait d'une réalité physique. Est ce encore de la physique ?

Et même ceux qui ne font pas autorité (j'ai déjà dit à peu près la même chose dans mes messages #22 et #26)

Mais c'est quand-même intéressant et instructif de pousser les modèles jusqu'à leur limite de validité. En fait grâce à Ignatius, je viens de découvrir l'existence de l'horizon interne dans le modèle de TN de Kerr. A voir comme ça, et avec le fait que le modèle prédit que le bloc entre les deux horizons est vide et que la singularité se cache en fait sous le deuxième horizon, je serais enclin à penser que le modèle de Kerr représente assez bien la "réalité physique" à l'extérieur de l'horizon interne.
Sauf que, évidemment, on va avoir du mal à en obtenir une preuve expérimentale... C'est bien ça qui fait que jusqu'à présent je me suis peu intéressé aux modèles théoriques qui décrivent l'intérieur d'un TN, et que je ne participe habituellement pas aux discussions sur le sujet.

A part ça, faute d'une théorie quantique de la gravitation, ça ne me paraît pas absurde penser que sa limite classique pourrait (devrait ?) être la théorie d'Einstein-Cartan, qui présente l'avantage de ne pas faire l'impasse sur le phénomène quantique incontournable qu'est le spin. Et il n'est pas impossible que l'utilisation de celle-ci conduise à un meilleur modèle que la RG sans torsion. C'est du moins ce que cherche à montrer N. Poplawski dans les publications que j'ai citées, même si les conclusions qu'il en tire me semblent assez spéculatives.

Ce n'est pas la première fois qu'on parle sur le forum, mais j'aimerais bien avoir l'avis d'un vrai théoricien de la RG sur le sujet - et ici ils se font rares .
La réponse la plus claire que j'aie trouvé est celle de 0577 dans ce message, qu'il concluait par

tous les arguments précédents sont faits dans une "théorie effective" quantique relativiste valable à grandes distances. Les difficultées souvent mentionnées entre théorie quantique et gravitation n'apparaissent qu'à des distances extrêmement petites (échelle de Planck, qui est précisément la limite de validité de cette théorie effective) et ne jouent donc aucun rôle dans ce qui précède. En fait, il me semble que les arguments ci-dessus, utilisant la physique quantique d'une manière essentielle, forment la meilleure justification théorique connue actuellement de la forme de la relativité générale (et le meilleur argument théorique contre toutes les modifications du type torsion non-nulle).

Il répondait à Amanuensis qui partage mon point de vue sur le fait qu'"une théorie générique devrait avoir une torsion potentiellement non nulle.", et de manière plus précise dans un message précédent que

les effets prédits théoriquement d'une torsion non nulle suffisamment élevée ne sont pas observés, et donc on maintient la «simplification» d'une torsion strictement nulle (et non pas trop faible pour être observée). Ceci est visible dans les modèles cosmologiques et autres prédictions, l'effet d'une torsion non nulle n'étant pas du tout négligeable sur l'histoire passée de l'Univers ou sur les écroulements gravitationnels.

Mais en fait la réponse de 0577 ne porte que sur l'interaction gravitationnelle à grande distance, mais ne permet pas de réfuter l'hypothèse d'une torsion non nulle, comme Amanuensis l'a fait remarquer un peu plus loin (c'est moi qui souligne):

une torsion non-nulle ne peut pas correspondre à une interaction à longue distance (le cas du vide, l'équivalent du tenseur de Weyl pour la courbure, est nécessairement une torsion partout nulle). Cela semble cohérent avec le peu que je comprends de l'explication qui précède, et amène naturellement à considérer la torsion comme nulle sauf à grande densité particulaire, non?

Malheureusement 0577 n'a pas répondu à cette remarque et la discussion s'est arrêtée là...

[Zefram Cochrane]

Je voudrais savoir :
Le TN en rotation prévoit l'absence de singularité centrale si j'ai bien compris.
cela ne veut il pas dire qu'il est impossible d'avoir un TN de Schwarzschild dans la nature?
Y aurait'il une limite inférieure de rotation d'un TN en deça de laquelle le TN ne pourrait exister?

[yves95210]

Je voudrais savoir :
Le TN en rotation prévoit l'absence de singularité centrale si j'ai bien compris.

Non ! Le modèle de TN de Kerr présente bien une singularité (même si elle n'est pas ponctuelle).

cela ne veut il pas dire qu'il est impossible d'avoir un TN de Schwarzschild dans la nature?

En tout cas fort peu probable pour les futurs TN issus d'effondrements stellaires, puisque le moment cinétique (alias moment angulaire) se conserve.
Possible (je ne sais pas) pour les TN primordiaux, s'ils existent...
Quant aux TN supermassifs centraux des galaxies (dont l'origine donne lieu à diverses hypothèses), on vient d'en avoir de belles images, au moins celui-ci semble être un TN de Kerr.

Y aurait'il une limite inférieure de rotation d'un TN en deça de laquelle le TN ne pourrait exister?

Non, puisque le TN de Schwarzschild n'est pas une impossibilité - en tout cas pas démontrée.