Singularité nue ?

[likethat]

Bonjour,

certaines solutions aux équations d'einstein (métriques de reissner-nordström et de kerr) ouvrent la possibilité à l'existence de singularités dites nues (singularité non cachée par un horizon des événement, et donc accessible à l'observation).

Il semble que l'existence de ces singularités nues ne soit pas totalement rejetée, avec comme exemple l'histoire du fameux paris entre Stephen Hawking et Kip Thorne.

Je ne parviens pas à comprendre comment une singularité (un point d'espace-temps infiniment petit et infiniment dense au-delà duquel une géodésique ne peut être prolongée) pourrait être dépourvue d'un horizon d'un événement? Rien ne pouvant échapper à cette singularité, comment pourrait t'on l'observer alors que même la lumière, nécessaire à ladite observation, suit des géodésiques finissant dans la singularité.

Aussi, au delà des solutions mathématiques, quelle serait l'explication physique envisageable susceptible d'expliquer l'existence d'une singularité sans horizon des événements et accessible à l'observation?

Merci
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[Deedee81]

Salut,

Dans certains cas (métriques de Kerr ou Reissner-Nordström) l'horizon peut avoir la forme d'un anneau (trou noir en rotation "trop" rapide par exemple). Et la singularité centrale est alors nue. A cause des effets physiques de la rotation extrême ou d'une charge électrique forte, l'espace-temps peut être déformé au point tel qu'il existe des trajectoires physiques passant aussi près qu'on veut de la singularité dans rester coincé sous l'horizon.

Il est conjecturé mais non démontré (dans le cas général) que cela ne peut jamais se produire.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Censure_cosmique

Si en plus on prend en compte la mécanique quantique (et donc la gravité quantique), ça se complique et ça devient encore plus spéculatif. Le problème est très loin d'être tranché.

[ansset]

Aussi, au delà des solutions mathématiques, quelle serait l'explication physique envisageable susceptible d'expliquer l'existence d'une singularité sans horizon des événements et accessible à l'observation?

interrogatif, je suis, donc ce qui suit est à prendre sous cet aspect.
en premier lieu, j'ai tj pensé que l'existence d'une solution mathématique à une théorie générale n'impliquait pas forcement une existence physique.
en second, il me semble que la réponse éventuelle est à rechercher dans la PhysQ ( à boucles ou à cordes ).
sauf que, .... ( et là est mon ? ) ces axes théoriques aboutissent justement à un autre modèle de singularité ( qui donc n'en est plus une au sens usuel actuel )....

enfin, quand on dit "observable", je pense que là aussi , c'est théorique, au sens où il n'y aurait pas "d'écran" , tel un horizon, ce qui n'implique pas forcement une observabilité instrumentale.

[Ignatius84]

Alors ça tombe très bien, je voulais pas ouvrir un n-ième post, mais voilà un moment que je me pose cette question sur les variétés Nordström de TN, donc chargés : il est conjecturé qu'ils sont théoriques, à peu près autant que la variété Shwarschild (pour Barrau le Schw. ne peut pas exister étant entendu que le non mouvement n'est qu'un mouvement possible sur un nombre infini et donc il n'existe pas). Soit, "en général", ou plutôt à quasi tous les moments de leur "vie" les TN ne sont pas chargés, car leur charge éventuelle s'équilibrerait aussitôt, je le conçois très bien. Sauf que "s'équilibre" ça veut dire ce que ça veut dire : pendant de micro brefs instants ils sont chargés, puis plus chargés, etc, mettons qu'ils soient à 99,9% du temps pas chargés. Personne ne trouve intéressant (chez les théoriciens je veux dire) de voir ce que ça peut donner, si rien n'interdit que ça existe très temporairement ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ignatius84]

Alors ça tombe très bien, je voulais pas ouvrir un n-ième post, mais voilà un moment que je me pose cette question sur les variétés Nordström de TN, donc chargés : il est conjecturé qu'ils sont théoriques, à peu près autant que la variété Shwarschild (pour Barrau le Schw. ne peut pas exister étant entendu que le non mouvement n'est qu'un mouvement possible sur un nombre infini et donc il n'existe pas). Soit, "en général", ou plutôt à quasi tous les moments de leur "vie" les TN ne sont pas chargés, car leur charge éventuelle s'équilibrerait aussitôt, je le conçois très bien. Sauf que "s'équilibre" ça veut dire ce que ça veut dire : pendant de micro brefs instants ils sont chargés, puis plus chargés, etc, mettons qu'ils soient à 99,9% du temps pas chargés. Personne ne trouve intéressant (chez les théoriciens je veux dire) de voir ce que ça peut donner, si rien n'interdit que ça existe très temporairement ?

Tiens, malgré mon propos sur le nouveau découpage, j'interviens quand même ici, pour me corriger :

Après réflexion je me suis dit que : les TN Nordström seraient tels quels (chargés) à cause d'une charge de leur étoile progénitrice, et c'est pour ça qu'ils sont improbables. Donc il semble que mon interprétation soit totalement erronée. Pourtant j'aimerai confirmation :

-est-il physiquement incorrect/faux de considérer que sur un temps effroyablement court un TN peut présenter un déséquilibre de charge électrique ? En fait, avec mes connaissances, j'ai l'impression que si on exceptait la nature supposée de l'intérieur du TN, ça ne serait pas faux d'imaginer qu'une fraction de seconde une particule ionisée pénètre seule l'horizon et induit donc une charge temporaire au TN, on pourrait peut-être même dire que des processus semblables à des oxydoréductions pourraient avoir lieu, sur des durées toujours très très courtes, parmi les gaz qui pénètrent l'horizon. Mais en réalité, vu qu'il n'y a nulle matière entre l'horizon et la supposée singularité, on ne peut pas considérer, a priori, les choses sous cet angle ? dit autrement, dans l'horizon la matière ne possède plus les mêmes propriétés qu'au-dehors, donc pas de matière, pas de charge même virtuelle ?

Correct ou non ?

[mach3]

Un trou noir de Reisner Nordström, comme d'ailleurs ceux de Schwarzschild ou Kerr, sont des modèles mathématiques, des solutions de l'équation d'Einstein d'une situation idéalisée. Il est par exemple notable qu'il n'y a nulle part de la matière ou du rayonnement dans ces solutions, donc rien qui puisse "matérialiser" leur masse, leur moment cinétique ou leur charge hormis la géométrie de la solution. Ainsi aucun de ces trous noirs n'existent réellement dans la nature.

Cela étant dit, la géométrie à l'extérieur des trous noirs astrophysiques peut évoluer "rapidement" vers celles des solutions idéalisées, rendant ces trous noirs astrophysique identiques aux solutions idéalisées "for all practical purposes" si on les regarde de loin.
Pour un astre de symétrie sphérique et sans rotation, la géométrie à l'extérieur est déjà celle de Schwarzschild. Pour un astre en rotation, la métrique extérieure n'est pas celle de Kerr, mais lors de son effondrement éventuel, il y a émission d'ondes gravitationnelles qui mettent à jour l'extérieur en le faisant tendre rapidement vers la métrique de Kerr.

Par contre pour les solutions chargées (Reisner Nordstrom ou Kerr Newman), il semble difficile d'imaginer un processus qui ferait que l'extérieur d'un astre reel tende vers une telle géométrie. Il faudrait que l'astre soit chargé électriquement, et le reste, ce qui ne court pas les rues...

m@ch3

[Ignatius84]

Un trou noir de Reisner Nordström, comme d'ailleurs ceux de Schwarzschild ou Kerr, sont des modèles mathématiques, des solutions de l'équation d'Einstein d'une situation idéalisée. Il est par exemple notable qu'il n'y a nulle part de la matière ou du rayonnement dans ces solutions, donc rien qui puisse "matérialiser" leur masse, leur moment cinétique ou leur charge hormis la géométrie de la solution. Ainsi aucun de ces trous noirs n'existent réellement dans la nature.

Cela étant dit, la géométrie à l'extérieur des trous noirs astrophysiques peut évoluer "rapidement" vers celles des solutions idéalisées, rendant ces trous noirs astrophysique identiques aux solutions idéalisées "for all practical purposes" si on les regarde de loin.
Pour un astre de symétrie sphérique et sans rotation, la géométrie à l'extérieur est déjà celle de Schwarzschild. Pour un astre en rotation, la métrique extérieure n'est pas celle de Kerr, mais lors de son effondrement éventuel, il y a émission d'ondes gravitationnelles qui mettent à jour l'extérieur en le faisant tendre rapidement vers la métrique de Kerr.

Par contre pour les solutions chargées (Reisner Nordstrom ou Kerr Newman), il semble difficile d'imaginer un processus qui ferait que l'extérieur d'un astre reel tende vers une telle géométrie. Il faudrait que l'astre soit chargé électriquement, et le reste, ce qui ne court pas les rues...

m@ch3

Merci. On va le dire autrement, en prenant l'exemple de Kerr vu que c'est le seul sur lequel on s'accorde à dire qu'il puisse ressembler aux "vrais" TN : qu'est-ce qui tourne chez eux ? Quand on dit "la singularité" on se fait reprendre de volée (par Deedee je crois, à vérifier mais pas facile ), pourtant je la voyais avec un genre de spin, mais bon, admettons. Qu'est-ce qui le fait tourner ? J'en arrivais à me dire que c'est la matière accrétée qui le fait tourner, et que du coup un TN de Szchw. serait un TN idéal qui n'aurait plus accrété une particule/atome depuis suffisamment longtemps, mais je crains que ça soit faux aussi. Du coup je ne sais toujours pas ce qui tourne chez Kerr, ni du coup ce qui le fait tourner. Ça ressemble à la dualité (gravité matière=espace-temps de l'équation de la RG : la poule ET l'oeuf.

[mach3]

Sans même parler de trou noir, il semble utile de se renseigner sur le moment cinétique, et sur sa conservation avant de poursuivre.

m@ch3

[Ignatius84]

Sans même parler de trou noir, il semble utile de se renseigner sur le moment cinétique, et sur sa conservation avant de poursuivre.

m@ch3

Ouh dis donc, c'est gentiment dit ça. Explique moi alors la différence entre un TN de Schwar et un Kerr stp ?

Justement je venais dire que je pensais avoir compris (depuis le début mais sans l'admettre) : ce qui tourne chez Kerr c'est l'espace-temps interne. Chez Schwar. l'espace autour de l'horizon doit tourner aussi vu qu'ils ont un disque d'accrétion en rotation sur toutes les simulations que j'ai vues. Donc l'espace-temps tourne "dans" le Kerr et non dans le Schwarz. Parce que l'étoile en effondrement était en rotation, évidemment.

Vu le ton de ta réponse c'était donc ma dernière intervention sur ce forum. Je pense garder contact avec quelques personnes par Mp, dont certains modérateurs très sympa (deux pour être précis) et quelques users. Merci, au revoir. Et merci beaucoup quand même pour ces 3 années où j'ai beaucoup appris ici, malgré certaines attitude de très rares personnes récidivistes.

[mach3]

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Vu le ton de ta réponse c'était donc ma dernière intervention sur ce forum. Je pense garder contact avec quelques personnes par Mp, dont certains modérateurs très sympa (deux pour être précis) et quelques users. Merci, au revoir. Et merci beaucoup quand même pour ces 3 années où j'ai beaucoup appris ici, malgré certaines attitude de très rares personnes récidivistes.

Toutes mes excuses, je ne souhaitais en aucun cas blesser avec mon message. Je reviendrai plus tard pour répondre.

Encore vraiment désolé.

m@ch3

[Ignatius84]

Comme dit en Mp, c'est noté et apprécié

D'ailleurs pour l'aspect du disque d'accrétion en rotation chez Schwar, ça revient au truc sur lequel tu mets le doigts : le moment angulaire des objets qui y tombent en fait. Rien de plus apparemment.

[pascelus]

Cela étant dit, la géométrie à l'extérieur des trous noirs astrophysiques peut évoluer "rapidement" vers celles des solutions idéalisées, rendant ces trous noirs astrophysique identiques aux solutions idéalisées "for all practical purposes" si on les regarde de loin.

Cette phrase me parait un peu dangereuse. A l'exterieur de l'horizon quelle évolution est possible pour la géometrie à partir d'une masse désormais isolée du reste de l'univers? Surtout à partir d'un observateur éloigné ie "si on les regarde de loin", ce qui n'est pas souvent le point de vue des solutions mathématiques.

[mach3]

Cette phrase me parait un peu dangereuse. A l'exterieur de l'horizon quelle évolution est possible pour la géometrie à partir d'une masse désormais isolée du reste de l'univers? Surtout à partir d'un observateur éloigné ie "si on les regarde de loin", ce qui n'est pas souvent le point de vue des solutions mathématiques.

On en a parlé il y a peu, je vais tenter de retrouver la discussion.

m@ch3

[mach3]

On en a parlé il y a peu, je vais tenter de retrouver la discussion.

m@ch3

https://forums.futura-sciences.com/d...ml#post6361070

m@ch3

[mach3]

Bon, pour reprendre,

Avant de se demander ce qui fait tourner un trou noir, on peut commencer par se demander pourquoi un astre quelconque tourne (faire une recherche sur le forum, il doit y avoir quelques bons posts de Gilgamesh sur le sujet). En effet si un trou noir tourne c'est en premier lieu parce que l'astre qui s'est effondré tournait lui aussi. Et en effet, les astres qui ne tournent pas sont très rares. Après les collisions successives vont modifier le moment cinétique des astres, mais ne pourront généralement jamais l'annuler : il faudrait une coïncidence extraordinaire (c'est pas passé loin pour Venus, mais elle tourne quand même...).

m@ch3

[Ignatius84]

Bon, pour reprendre,

Avant de se demander ce qui fait tourner un trou noir, on peut commencer par se demander pourquoi un astre quelconque tourne (faire une recherche sur le forum, il doit y avoir quelques bons posts de Gilgamesh sur le sujet). En effet si un trou noir tourne c'est en premier lieu parce que l'astre qui s'est effondré tournait lui aussi. Et en effet, les astres qui ne tournent pas sont très rares. Après les collisions successives vont modifier le moment cinétique des astres, mais ne pourront généralement jamais l'annuler : il faudrait une coïncidence extraordinaire (c'est pas passé loin pour Venus, mais elle tourne quand même...).

m@ch3

Oui, merci. C'est toujours utile de remettre les pendules à l'heure. Pour moi ça va, c'est clair. Je me corrige d'ailleurs : a priori l'espace-temps autour de Schwar. ne tourne pas, c'est la matière approchant qui possède probablement un moment angulaire non nul. Chez Kerr, l'E-T tourne, en deçà de l'horizon (vers nous, observateur, donc), par effet Lense-Thirring, c'est l'ergosphère. Dans l'horizon, c'est plus complexe vu que les coord temps et espace sont inversées jusqu'à l'horizon de Cauchy où elles se réinversent.

Ça commence à être plus net dans mon esprit.