Salut,
je me souviens que j'avais posé une question un peu similaire, mais tout à coup la réponse me fuit.
Lorsque deux TN fusionnent et qu'ils émettent des OG, comment explique-t-on que la masse perdue des TN en OG soit mesurable pour nous ? Un TN ne devrait-il pas refuser toute interaction avec notre temps (enfin avec les autres temps que le sien disons) ? Y a pas un léger hiatus, une difficulté pour l'individu très lambda comme moi ?
Salut,
Il n'y a pas de paradoxe. Vu de l'extérieur, un trou noir est caractérisé uniquement par sa masse (pour un TN statique) ou par sa masse et son moment cinétique (pour un TN en rotation). La masse du TN n'est donc pas une information cachée par son horizon des évènements. On peut la mesurer, par exemple en observant les mouvements des étoiles proches.
Et lors d'une fusion, l'énergie (et donc la masse) n'est perdue que sous la forme d'ondes gravitationnelles, donc d'une déformation de l'espace-temps. Il n'y a pas d'émission de rayonnement ou de particules massives, rien de "matériel" ne s'échappe hors de l'horizon.
C'est une bonne question. J'avais cherché il y a quelque temps et j'étais tombé là dessus : https://www.forbes.com/sites/startsw.../#40f5ac221b53Envoyé par Ignatius84
En gros, cela explique que c'est de l'énergie de liaison qui est émise et que donc il n'y a pas de contradiction. L'auteur est astrophysicien mais j'aimerais bien avoir une confirmation.
Il y a une explication beaucoup plus simple.
L'horizon des événements d'un trou noir ne se créant qu'après un temps infini pour tout observateur distant (c'est à dire TOUT ce qui est extérieur à l'horizon), ce que nous appelons aujourd'hui trous noirs, objets physiques et pas mathématiques, n'en sont pas vraiment. D'où une influence gravitationnelle qui sinon, dans la théorie mathématique des trous noirs, serait impossible car soumise comme toute onde dans notre univers à la limitation à c.
La supposée conservation des masses, de l'énergie, du moment cinétique, de la charge, est une impossibilité théorique dans la formulation mathématique des TN. Le fait de les constater (par observations gravitationnelles, y compris des OG) est bien en accord avec la théorie qui montre clairement que l'horizon d'un TN ne peut s'observer avant un temps infini dans tout référentiel externe au rayon de Schwarzschild.
Or un trou noir mathématique c'est cela. Ce que nous appelons TN physique (abus de langage tellement courant qu'il faut bien s'y conformer...) n'a pas encore d'horizon pour tout référentiel extérieur. Les "observateurs distants" que sont les masses de gaz, de matières, etc... perçoivent encore l'influence gravitationnelle de l'étoile en effondrement que nous appelons trou noir.
Evidemment dans l'univers on n'observera jamais ce vrai trou noir mathématique avec son horizon, car sa formation à l'infini futur veut dire jamais pour nous qui restons distants.
Pourquoi limiter la barrière de l'horizon à seulement de la matière? Une onde gravitationnelle est de l'énergie, et de l'énergie à la matière il n'y a pas de différence. L'énergie de courbure de l'espace temps n'a pas de statut particulier qui lui permette de franchir l'horizon et la courbure sous l'horizon d'un TN, théoriquement infinie, n'a plus aucune influence sur la courbure "extérieure"...
Donc oui, si on considère que les trous noirs que l'on observe sont bien en accord avec la définition mathématique de l'objet (que ce soit pas Schwarzschild, kerr, ou autre...), il y a bien un paradoxe à recevoir sur terre des OG de ces objets.
Dernière modification par pascelus ; 18/04/2019 à 18h03.
Tiens, j'y pense : on dit (toujours ?) qu'Einstein après avoir prédit les OG aurait affirmé "mais on ne disposera jamais des moyens techniques pour les mesurer." Est-ce que quelqu'un a la référence exacte ? notez que je pourrais demander au Dr Goulu qui sait à peu près tout sur la vie d'Albert...
Bon après c'est pas très important parce que les OG que nous recevons sont en fait des OG d'étoiles à neutrons, simplement*. Et Je commence à croire (alors je sais, de la part d'un néo arrivant en physique c'est osé de prendre ce parti...) qu'en effet, dans notre temps à nous, il n'existe réellement aucun astre effectivement effondré en trou noir, mais en cours d'effondrement perpétuel. Après on s'en fiche parce qu'on traite des étoiles à neutrons, ou même dans le futur des naines blanches (qui perso me passionnent pour leur physique, si j'étais plus jeune et que je partais vraiment vers la physique je ferai sûrement ma thèse sur elles), et puis un jour on captera les OG d'un pet de mouche**...
* oui, même pour les tn annoncés, on peut dire que ce sont, dans notre temps, obligatoirement des étoiles à neutrons en cours d'effondrement vers des tn (obligatoirement, certes).
** la quantique aiderait à calculer un truc pareil ou y a même pas besoin et la physique de la rg suffit ?
Dernière modification par Ignatius84 ; 18/04/2019 à 18h37.
C'est beaucoup répété ici et cela confond l'impossibilité d'observer au delà d'une limite avec la non-existence.
Si demain, un trou noir errant comme il y en a dans la galaxie croise l'orbite de la Terre juste au mauvais moment, on découvrira tous que l'horizon existe bel et bien "dans notre temps".
Bon, de toute manière, à mon niveau, ça vaut que dalle. Les physiciens autour de moi "irl" et ceux que je lis ici et là sont partagés sur cette question (dubitatifs serait peut-être plus juste). Disons que cette idée séduit mon cerveau et qu'il la trouve cohérente avec ce qu'il a bien voulu comprendre de la RG malgré toutes mes lecturesmais j'en sais rien, au fond (je penche, disons).
Je me répète un peu mais ceci est faux. Une etoile à neutron ne «glisse» pas gentiment en dessous du rayon critique de Schwarzchild, image relayée par des pseudo Kruskal montrant des coques sans aucune pression interne. Pour fabriquer un trou noir il faut une super/hypernova qui «explose» et on a pas de modèle pour ça (!!!) Le jour où on saura quelle forme prend alors l’espace temps on aura progressé. En attendant on vehicule des images fausses pour donner le change, quel interet et pour qui ? allez savoir...
Il suffit de mettre en equation sont dernier repas non ?** la quantique aiderait à calculer un truc pareil ou y a même pas besoin et la physique de la rg suffit ?
Trollus vulgaris
Je suis scotché par le lien (wiki d'ailleurs mdr) de Deedee sur l'horizon de Cauchy, alors oui je sais on en parlais pas mais :
Since a black hole Cauchy horizon only forms in a region where the geodesics are outgoing, in radial coordinates, in a region where the central singularity is repulsive, it is hard to imagine exactly how it forms. For this reason, Kerr and others suggest that a Cauchy horizon never forms, instead that the inner horizon is in fact a spacelike or timelike singularity. Note also that the inner horizon corresponds to the instability due to mass inflation[1].
Intéressant quand même je trouve, même si c'est un cas plus général dont on débattait plus haut...
Astre en cours d'effondrement ou trou noir, c'est exactement la même chose. C'est schtroumpf vert et vert schtroumpf. C'est deux faces d'une même pièce. C'est le même objet vu dans deux référentiels différents.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Alors considère deux référentiels différents, l'un avec comme système de coordonnées (x, y, z, t) l'autre avec (x, y, z, t') tel que t'=t+100 ans.
J'aimerais bien que l'objet "pascelus" soit le même dans ces deux référentiels!...
Non, tu peux considérer qu’il existe au présent mais que c’est un horizon, ça suffit pour ne pas le voir au delà à partir de cette date. Pour l’objet mathématique. Pour un trou noir astrophysique il se passe un truc atypique... (radotage autocensuré)
Trollus vulgaris
Bé non justement : http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/20...trou-noir.html = là pas de supernova. Alors tu me diras que c'est pas le cas classique, m'enfin faut bien que la nature trouve un moyen de fonctionner dans ce cas-là sans changer ses "lois".
Joli ! Voilà qui me cloue le bec
Tu es le premier à me sortir cette bonne réponse et j'avoue que c'est intriguant...
Il y aurait une limite inférieure (1,4Mo Chandrasekhar) à la création d'un trou noir mais une limite supérieure (20Mo Disparition d'étoile) à la présence de Nova.
Merci
Trollus vulgaris
Cela dit... il serait intéressant dans ce cas d'obtenir les clichés entre 2007 et 2015. Dans ce cas théorique, nous devrions recevoir des infos de la surface de l'étoile avant qu'elle ne passe l'horizon, redshiftées, pendant une durée infinie. Donc... si on scanne cette partie du ciel on devrait bien trouver quelque chose, la fameuse "étoile gelée".
Trollus vulgaris
Cette étonnante découverte (des étoiles trop massives pour exploser) démontre en tout cas que l'Univers a encore beaucoup à nous apprendre. Du coup, je ne serais pas étonné qu'on découvre un jour que des TN stellaires massifs constituent l'essentiel de la matière noire. Mais c'est un autre débat.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
en tout cas ce n'est pas des TN primordiaux (micro tn) qui constituent la MN, on le sait depuis quelques mois grâce à Marco Cirelli et Mathieu Boudaud (CNRS) grâce à une expérience géniale à base de Voyager. Et je fais venir M. Boudaud là où je bosse le 28 juin pour nous faire une conf dessus. Je vous tiendrai au courant des petits détails croustillants qu'il nous révélera
Ben non, on n'en est pas sûr. En tout cas certains astrophysiciens considèrent que ce n'est pas encore exclu. Cf. dans cette discussion récente les messages de Jiav et la référence qu'il donne.en tout cas ce n'est pas des TN primordiaux (micro tn) qui constituent la MN, on le sait depuis quelques mois grâce à Marco Cirelli et Mathieu Boudaud (CNRS) grâce à une expérience géniale à base de Voyager. Et je fais venir M. Boudaud là où je bosse le 28 juin pour nous faire une conf dessus. Je vous tiendrai au courant des petits détails croustillants qu'il nous révélera
D'autre part l'expérience dont tu parles n'exclut que les TN primordiaux de masse inférieure à 1016g, voire 1017. Reste, pour les mini-trous noirs, toute la fourchette entre 1017 et 1022g, qui est faiblement contrainte par les observations actuelles.
Plus (pour en revenir aux OG) la surprise qu'a constitué le fait de découvrir grâce à Ligo des TN de quelques dizaines de masses solaires, qu'on a du mal à expliquer par effondrement stellaire. A moins de faire l'hypothèse que tous les TN primordiaux doivent avoir des masses du même ordre de grandeur, ça laisse de la place à l'imagination...
Deux fois en deux jours que tu me plies en deux sur un conclusion à la va vite. Tu as entièrement raison. Ils ont contraints l'existence des micros TN d'une certaine masse, pas sur toute la plage des masses possibles (bon après vous y croyez vous à la MN entièrement réglée par les TN ? ça serait "trop simple", même si c'est un argument foireux). Je t'invite à la conf
Salut,
J'avais déjà donné un avis là-dessus. Je ne serais pas surpris que la MN soit en fait plusieurs composantes (par simple "modestie", curieux argument, mais logique : ce serait très prétentieux de croire qu'on a tout découvert sauf 1 truc). Un peu de neutrinos et de machos hors TN, un peu de gaz qui échappe aux détections, des TN de masse intermédiaire, des particules exotiques x, y, z... peut-être une louche de gravité modifiée.bon après vous y croyez vous à la MN entièrement réglée par les TN ? ça serait "trop simple", même si c'est un argument foireux). Je t'invite à la conf
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ouais. Mais ne mets quand-même pas trop d'ingrédients, sinon la sauce va finir par être indigeste. Même si tous ceux que tu as cités contribuent, faudrait écarter ceux dont la contribution est au max de l'ordre de quelques %.
Et puisqu'on en est à donner son avis, le mien (pas plus justifié que le tien
La seule tentative convaincante que j'aie vu pour réconcilier ces deux contraintes grâce à un seul ingrédient est celle de la MN superfluide, avec un changement d'état en fonction du potentiel gravitationnel (ce qui finalement revient au même que de combiner deux ingrédients de nature différente...), mais même si c'est cohérent mathématiquement c'est pas mal exotique physiquement...
Mais bon, on discute, on discute, mais on est passablement en dehors du sujet de ce fil
Je n'avais pas chiffré mais c'est aussi tout à fait ce que je pense. Mais bon, on verra l'avenir.Ouais. Mais ne mets quand-même pas trop d'ingrédients, sinon la sauce va finir par être indigeste. Même si tous ceux que tu as cités contribuent, faudrait écarter ceux dont la contribution est au max de l'ordre de quelques %.
Et puisqu'on en est à donner son avis, le mien (pas plus justifié que le tien
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Qu'en est-il des travaux d'André Maeder sur la constante cosmologique ( https://arxiv.org/abs/1710.11425 , publié dans Astrophysical Journal) ?
En introduisant une hypothèse sur l'invariance d'échelle du vide, il rend compte de l'accélération de l'expansion de l'univers, de la vitesse des galaxies dans les amas, et de la vitesse des étoiles dans les galaxies, sans faire appel à aucune matière noire.
James Lequeux, dans son livre "Astronomie" publié l'année dernière, décrit cette hypothèse comme comportant "une part d'arbitraire", mais comme étant "très encourageante".
Résumé en français : https://www.techniques-ingenieur.fr/...e-noire-49505/
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Je reviens sur le point ci-dessous (même si c'est un tant soit peu hors-sujet ici), parce que j'en ai assez de voir ce faux débat ressurgir dans chaque discussion concernant les TN.
D'accord avec toi pour dire que les trous noirs (de Schwarzschild ou de Kerr) ne sont que des modèles mathématiques donnant au mieux une vision idéalisée de ce qui se passe dans la nature.
Mais de toute façon il n'est pas question d'"observer" l'horizon d'un TN : c'est une frontière immatérielle qui n'émet pas de rayonnement.
En revanche, on peut imaginer une expérience permettant d'observer les conséquences de la formation de cet horizon : en supposant qu'on soit capable d'observer le rayonnement émis par une étoile pendant son effondrement pendant assez longtemps, on constaterait qu'il est de plus en plus redshifté et que le flux d'énergie reçu est de plus en plus faible, jusqu'à devenir non mesurable et donc, de fait, à disparaître (des instruments de mesure) au bout d'un temps fini tf.
Pour moi ça suffirait à prouver que l'objet physique observé deviendra un TN, et qu'en bonne approximation, ce qu'on observera après tf est identique à ce qu'on observerait à l'extérieur d'un TN éternel correspondant au modèle mathématique.
(un astrophysicien serait capable de te décrire des expériences plus réalistes conduisant aux mêmes conclusions - finalement c'est ni plus ni moins ce qu'ont permis les travaux de la collaboration de l'EHT, avec leur côté le plus spectaculaire pour le grand public : l'"image" du TN central de M87.)
Raison pour laquelle l'étude de ces modèles de TN idéalisés présente un intérêt pour les astrophysiciens. Sinon on se demande bien pourquoi plusieurs générations d'entre eux y ont travaillé, alors que, je suppose, ils ont appris suffisamment de RG (en tout cas plus que toi et moi) pour savoir que si ces modèles décrivent des TN "réels", ceux-ci n'"existeront" qu'au bout d'un temps infini dans le référentiel d'un observateur distant.
Est-ce qu'on peut se mettre d'accord là-dessus ?
J'avais lu des critiques de ces travaux, mais il faudrait que je retrouve les liens.
Et c'est hors-sujet par rapport à cette discussion. OK, ce n'est pas le premier message HS (mea culpa, entre autres) mais là on s'éloigne de plus en plus du sujet initial, qui n'était ni la matière noire ni l'accélération de l'expansion
D'autre part il me semble qu'il y avait déjà eu un fil ouvert sur les travaux de Maeder à l'époque pas si lointaine où ils ont été publiés. Si tu veux en parler, il vaudrait mieux retrouver ce fil et y poursuivre la discussion.
[Hors-sujet]
@Pio : à propos de la théorie de Maeder, j'ai retrouvé une des critiques dont je parlais, sur le blog de Sabine Hossenfelder. Lis aussi les commentaires qui suivent cet article : c'est intéressant car il y a eu un débat avec Maeder, avec en particulier les interventions de John Baez, la première assez technique et "polie", la deuxième moins technique et, disons, plus sèche... (pour t'éviter de chercher : je les avais citées ici, dans une discussion datant de fin 2017) .
[/Hors-sujet]
Oui absolument j'ai moi aussi lu au moins un papiers intéressant sur Maeder. J'ai retrouvé, c'était sur université de Genève : https://www.unige.ch/communication/c...017/cdp211117/ Et en effet ça m'avait bien "botté", même si le côté super élégant me laisse parfois perplexe. (D'ailleurs ! un truc qui m'a toujours chiffonné sur la théorie de la transition de phase à l'origine de Big Bang et "l'énergie du vide" constatée actuellement (les paires de particules "virtuelles") : ça me gêne de supposer qu'avant le Big Bang et surtout avant l'espace -vu qu'il ne préexiste pas- nous avons les mêmes conditions. Cela dit, les "lois de l'Univers existent nécessairement "au moins un peu avant l'Univers", désolé pour le HS !)
Ce n'est un faux débat que pour ceux qui confondent (ou ont envie de confondre) le trou noir mathématique avec un objet physique de notre univers, dans un référentiel où il est impossible de l'y observer.
D'autre part on est là en plein dans le sujet contrairement à pas mal d'autres posts de ce fil.
Je suis d'accord avec toi moi aussi sur l’atténuation des rayonnements reçus allant jusqu'à une apparente extinction, on a observé cet effet de l'expérience que tu suggères et il est meme extrèmement rapide (voir le post #13 de ce fil).
C'est pour cela que j'avais ouvert un fil il y a quelques mois concernant le redshift du champ gravitationnel lui meme. Parce que c'est de celà qu'il s'agit: les ondes électromagnétiques sont redshiftées à un niveau tel (mais pas infini, mathématiquement) que rien n'est observable; sauf la gravitation qui elle ne varie pas de façon mesurable entre l'étoile visible et son issue en TN. Amanuensis avait clairement répondu que le paquet d'ondes de la gravitation (pas les OG) était tel qu'il était impossible d'y déceler un quelconque décalage, alors qu'il devait obligatoirement se produire.
Voilà pourquoi on ne perçoit pas de redshift du champ gravitationnel alors que toutes les ondes électromagnétiques sont redshiftées à un point tel qu'elles ne nous sont plus mesurables avant que l'horizon soit formé.
Pas pour moi. L'approximation s’arrête à la gravitation (et ce n'est pas rien) qui discrimine encore largement le trou noir mathématique avec son horizon des événements, de toutes les observations que nous pouvons faire depuis tous les référentiels extérieurs à l'horizon. Je t'invite à réétudier de près l'observation des trajectoires des corps en orbite autour des TN considérées comme tels (observation de Ligo du 14/09/2015), et tu verras qu'ils passent au plus près à 5 fois Rs, ce qui n'est pas probant d'un horizon créé. Et c'est là notre seule observation qui pourrait confirmer un TN objet physique en accord avec la théorie plutôt qu'une étoile à neutrons en effondrement inéluctable.
Le critère essentiel est un rapport entre masse et «rayon» observé à distance. Les seules expériences plus réalistes qui confirmeraient l'existence dans notre référentiel terrestre de TN seraient l'observation de masses orbitant à environ 1,5 Rs, et elles n'existent pas... (même la photo de M87* laisse voir une ombre nettement plus large que le Rs calculé). L'observation d'une ombre sur toute la gamme d'ondes électromagnétiques ne suffit pas car on est incapables de distinguer un redshift très élevé d'un redshift infini.
Je ne vais pas faire une analyse panurgique en fonction de l'intéret que l'on suppose chez les astrophysiciens de l'observations de ces trous noirs idéalisés. Et je n'ai pas dit que les observations actuelles étaient sans intéret non plus, mais par contre on extrapole à fond autour d'un objet mathématique qui n'est pas possible dans la nature (dans tous les référentiels extérieurs à l'horizon s'entend...).
S'il l'était les observations gravitationnelles seraient forts différentes!
Es-tu d'accord pour entendre que le champ gravitationnel se propage aussi à c? Je suis certain que tu ne le réfutes pas. Alors explique moi stp comment cet effet relativiste franchirait l'horizon des événements d'un TN "réel"? Comment cet espace-temps totalement déconnecté du nôtre parviendrait encore à s'y manifester en le courbant toujours, comme avant l'horizon? Cela reviendrait à supposer qu'une énergie sort de l'horizon, ou que la gravitation se "fossilise"...
Ignatius84 a tout à fait raison de s'interroger sur la réception d'OG qui auraient traversé des horizons de TN. Mathématiquement c'est totalement exclu. Et c'est l'objet de ce fil, sa question initiale.
Les journalistes scientifiques aiment bien surfer sur le sensationnel de l'observation d'un "vrai trou noir avec son horizon"; comme ceci: "nous avons enfin obtenu une image montrant un trou noir supermassif avec un horizon des évènements."
Tu vois qu'on à franchi le cap du "TN en bonne approximation" pour affirmer que ça y est, il y a un TN avec son horizon!
C'est quand meme surprenant de plutot bien maitriser la RG et de refuser ses conséquences aux limites que sont les trous noirs mathématiques.
Maintenant puisque tu "en as assez de voir ce faux débat ressurgir dans chaque discussion concernant les TN" j'en resterai là pour ma part.
annulé.....
Dernière modification par pascelus ; 19/04/2019 à 23h30.
Ah bon ? Je ne connais que Pascelus pour défendre l'idée que les trous noirs sont des abstractions qui n'existent pas dans la réalité.Bon, de toute manière, à mon niveau, ça vaut que dalle. Les physiciens autour de moi "irl" et ceux que je lis ici et là sont partagés sur cette question (dubitatifs serait peut-être plus juste). Disons que cette idée séduit mon cerveau et qu'il la trouve cohérente avec ce qu'il a bien voulu comprendre de la RG malgré toutes mes lectures
Les réponses de Yves95210 et Pm42 me semble refléter l'interprétation la plus normale :
...et je plussoie.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
