Trou noir d'energie

[zebular]

Bonjour
selon E=mc²,peut on considerer la formation de trous noirs non issue de matiére? notament dans l'univers primitif
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[mach3]

Ce n'est pas tout à fait à cause de "E=mc²", qui ne décrit qu'un cas particulier dans un contexte particulier, mais on peut produire des trous noirs à partir de lumière ou d'ondes gravitationnelles, il faut cependant des configurations particulières.

La plus simple est une coquille de lumière en "effondrement" (une brève onde sphérique, mais qui, au lieu d'émaner d'un point unique, converge vers un point unique). A l'extérieur de la coquille, le champ gravitationnel sera le même qu'à l'extérieur d'un astre de symétrie sphérique d'une certaine masse M (liée à l'énergie de la coquille de lumière, mais je ne m'avancerais pas sur la relation exacte, je n'en suis pas sûr, instinctivement je dirais que c'est l'énergie de la coquille divisée par c², mais c'est le genre de truc où l'instinct n'est pas du plus grand secours). La coquille diminue en taille très rapidement (la lumière se déplace vers le centre, à la vitesse de la lumière) et fini par passer sous le rayon de Schwarzschild correspondant à la masse M, on a alors un trou noir.

m@ch3

[zebular]

moui...c'est ainsi que je me suggerai la chose.mais cherche t'on à l'observer avec la même ardeur que les TN euh..banals ?

[papy-alain]

moui...c'est ainsi que je me suggerai la chose.mais cherche t'on à l'observer avec la même ardeur que les TN euh..banals ?

Il est évident que ce que décrit mach3 est une construction théorique qui n'a jamais été observée (et ne le sera probablement jamais).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite73192618]

Perso j'y voit une recette. La limitation est que le rayon de S doit être supérieur à la longueur d'onde, ce qui demande des conditions possiblement jamais atteintes (ou il y a longtemps).

[zebular]

Il est évident que ce que décrit mach3 est une construction théorique qui n'a jamais été observée (et ne le sera probablement jamais).

On ne verra jamais les TN,cependant on a extrait de la théorie établie les possibles observations connexes liées à leur existence.comme le précise Jiav,l'univers primordial etait sans doute plus propice à ses formations en même temps que les TN primordiaux (qu'on a,certe, pas detectés non plus).

[Deedee81]

Salut,

Attention, on parle de deux choses différentes là. Attention au mic mac.

D'une part il y a les TN primordiaux, nait dans l'univers primitif. Et là il y avait bel et bien de la matière et même beaucoup (très dense plutôt). Et bien qu'on ne connaisse pas exactement le détail des conditions initiales, les modèles montrent que dans la plupart des cas de tels TN peuvent se former assez facilement (fluctuations de densité, effondrement etc....). Vu que les TN de masse intermédiaires (plus de 10M solaires, détectés grâce aux ondes gravitationnelles) semblent relativement plus nombreux qu'on ne croyait (bien que statistiquement ça soit encore un peu juste pour être sûr) on pense qu'une origine primordiale n'est pas exclue. Ils pourraient même être une composante notable de la matière noire car la chasse aux objets compacts massifs (MACHOS) a exclu les mini trous noirs mais pas les trous noirs de masse relativement importante (plus de 10M solaires).

D'autre part il y a les trous noirs nés de pure énergie (disons par exemple des ondes gravitationnelles ou de la lumière, bien que je n'aime pas qualifier ça d'énergie pure, un photon a des tas de propriétés tout comme un électron, un proton ou un triton.... euh, non, ça c'était dans un feuilleton ).

Là c'est une possibilité purement théorique. Etant donné la valeur extrêmement grande de c² et étant donné la compacité d'un TN, il faudrait une énergie folle pour avoir un tel scénario. Et en plus, une fois formé, un trou noir n'a pas de cheveux (nom d'un théorème ) et on ne saurait pas le distinguer d'un autre.

[mach3]

moui...c'est ainsi que je me suggerai la chose.mais cherche t'on à l'observer avec la même ardeur que les TN euh..banals ?

De tels trous noirs sont en tout points identiques à ceux formés par de la matière "normale". On ne peut pas rechercher spécifiquement des trous noirs ayant une origine "exotique", rien ne permet de les différencier de ceux ayant une origine "banale".

m@ch3

[Deedee81]

Pour illustrer ce point :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...me_de_calvitie

[Deedee81]

Je pense à un détail.

Dans l'exemple du trou noir lumière (et c'est encore plus vrai avec des OG) il faut que la concentration soit suffisante pour deux à trois longueurs d'onde.
Il faut donc une sacrée densité d'énergie et/ou une longueur d'onde extrêmement courte (pour les OG c'est très problématique, les deux sont difficiles à obtenir).

Tiens, un truc marrant : en principe on pourrait avoir le même avec le son : avec des ondes sonores suffisamment intenses (dans un milieu même peu dense).
Une grand bruit qui devient brusquement un grand silence. De quoi faire un truc sympa dans un livre de science fiction. C'est la théorie du Big Chût

Mais ça n'a rien avec les "trous noirs soniques" qui ont fait l'objet d'actualités en leur temps.

[Deedee81]

d'un astre de symétrie sphérique d'une certaine masse M (liée à l'énergie de la coquille de lumière, mais je ne m'avancerais pas sur la relation exacte, je n'en suis pas sûr, instinctivement je dirais que c'est l'énergie de la coquille divisée par c², mais c'est le genre de truc où l'instinct n'est pas du plus grand secours). La coquille diminue en taille très rapidement (la lumière se déplace vers le centre, à la vitesse de la lumière) et fini par passer sous le rayon de Schwarzschild correspondant à la masse M, on a alors un trou noir.

Etant donné les densité d'énergie impliquée, il doit y avoir un redshift gravitationnel intense. Donc méfiance. Mais ce que tu dis est clairement juste asymptotiquement quand la coquille est très très grande. Et à distance encore plus grande, ce qui se passe ne doit pas influencer par exemple les lois de Kepler, l'énergie totale étant conservée dans une sphère incluant la coquille. Et donc ça doit bien correspondre à M.

[invite73192618]

De tels trous noirs sont en tout points identiques à ceux formés par de la matière "normale". On ne peut pas rechercher spécifiquement des trous noirs ayant une origine "exotique", rien ne permet de les différencier de ceux ayant une origine "banale".

Tu as raison bien sur. Par contre il y aurait quand même un moyen de distinguer les trous noirs primordiaux des trous noirs "tardifs" sur un critère de masse (i.e. les trous noirs stellaires ne peuvent pas encore s'évaporer, alors découvrir un trou noir de petite taille serait un indice fort pour une origine primordiale -actuellement chou blanc).

les TN primordiaux, nait dans l'univers primitif. Et là il y avait bel et bien de la matière et même beaucoup (très dense plutôt)

mmmm... il y avait certes un grande densité d'énergie, mais es-tu certain que les trous noirs primordiaux ne se forment qu'après que cette énergie ne devienne "figée" en matière?

PS: un autre fil sur les TN à partir de lumière
https://forums.futura-sciences.com/p...e-factory.html

[zebular]

Je pense à un détail.

Dans l'exemple du trou noir lumière (et c'est encore plus vrai avec des OG) il faut que la concentration soit suffisante pour deux à trois longueurs d'onde.
Il faut donc une sacrée densité d'énergie et/ou une longueur d'onde extrêmement courte (pour les OG c'est très problématique, les deux sont difficiles à obtenir.

ça tombe bien,on a precisé que la probabilité d'existence se situerait au tout début quand l'espace n'existe pas vraiment et que la densité d'energie est phénoménale et c² est du côté de "m" pas de E,donc E est tranquilou du photon,du triton,de l'electromagnétisme..mais finalement sa vitesse n'est que "c".(mais là,c'est pas dans mes compétences,je m'égare sans doute)

[zebular]

Et peu importe qu'ils souffrent de calvitie integrale,le fait est de savoir si le modéle standard ou un peu tiré par les cheveux peut admettre cette existence.

[zebular]

Et pliz,pas de tergiversations sur les TN matiére,il y a des sujets en cours pour en discuter.

[Deedee81]

Salut,

mmmm... il y avait certes un grande densité d'énergie, mais es-tu certain que les trous noirs primordiaux ne se forment qu'après que cette énergie ne devienne "figée" en matière?

D'après de nombreux modèles ils semblent, oui, qu'ils se forment assez facilement (mais pas avec certitude, ce n'est que des modèles).

Et j'ignore si dire que l'énergie s'est figée en matière a le moindre sens (peut-être que oui, mais je ne crois pas qu'on ait la moindre certitude là-dessus).
Pour moi l'énergie n'est qu'une propriété des systèmes physiques et parler "d'énergie pure" n'a guère de sens. C'est toujours de l'énergie de la matière (à condition d'y inclure photons, gravitons et touti quanti). Mais je peux me tromper car au tout début ça pouvait être totalement exotique, à l'extrême, à tel point que les concepts de matière et particule pourraient ne plus avoir de sens alors que l'énergie si (mais on peut carrément tout perdre, y compris l'énergie, le temps, l'espace. Sur quoi se reposer pour comprendre un tel état ? Pas étonnant que les théoriciens soient perplexes devant certaines solutions de leurs équations ).

Par contre tu as raison en disant que des trous noirs primordiaux auraient pu se former à différents moments. Le problème c'est que même si on en trouvait on ne saurait pas identifier leur origine. Ennuyant.

Et Zebular aussi a raison : matière, énergie, même combat. Il y avait beaucoup d'énergie au début, ca pourrait suffire.

Bref la réponse finale pourrait être "tout est possible, mais on ne sait pas ce que la nature a choisi"

calvitie integrale

Je ne suis donc pas un trou noir (chevelure abondante et même pas un seul cheveux gris)

[papy-alain]

Et j'ignore si dire que l'énergie s'est figée en matière a le moindre sens (peut-être que oui, mais je ne crois pas qu'on ait la moindre certitude là-dessus).
Pour moi l'énergie n'est qu'une propriété des systèmes physiques et parler "d'énergie pure" n'a guère de sens. C'est toujours de l'énergie de la matière (à condition d'y inclure photons, gravitons et touti quanti). Mais je peux me tromper car au tout début ça pouvait être totalement exotique, à l'extrême, à tel point que les concepts de matière et particule pourraient ne plus avoir de sens alors que l'énergie si (mais on peut carrément tout perdre, y compris l'énergie, le temps, l'espace. Sur quoi se reposer pour comprendre un tel état ? Pas étonnant que les théoriciens soient perplexes devant certaines solutions de leurs équations ).

N'est il pas admis que la matière, dans ses composantes les plus élémentaires, n'est qu'un concentré d'énergie ?

[Deedee81]

N'est il pas admis que la matière, dans ses composantes les plus élémentaires, n'est qu'un concentré d'énergie ?

La masse est une forme d'énergie (surtout depuis que le Higgs a confirmé ça aussi pour les masses propres), un proton c'est surtout de l'énergie cinétique et de liaison par interaction forte (positive au lieu d'être négative, une fois n'est pas coutume, ici c'est le mécanisme de confinement qui tiens la bête enchaînée).

Mais une particule ce n'est pas que de la masse/énergie. Il y a aussi le spin, les charges diverses et variées. Et quelques autres trucs (par exemple, les générations : électron-muon-tau, quarks down-strange-bottom, on ne sait pas trop ce que c'est : états excités ? "Charge" au sens large ?).

Prenons un objet massif et considérons juste son énergie cinétique : mv²/2 (ou la forme relativiste). C'est clair que c'est juste une grandeur (choisie pour être constante et liée à des propriétés de symétrie) qui caractérise le système, ce n'est même pas invariant (ça dépend du référentiel). J'aime bien le feuilleton Flash mais leur histoire de "vitesse pure" ça m'a quand même fait bondir

Pour moi "l'énergie pure" ou tel ou tel truc (c'est souvent le photon) qui ne serait qu'énergie, tout ça, ça n'a pas de sens. C'est comme si on parlait de chaleur pure (sans matière ni rayonnement) ou de couleur pure (idem sans matière ou rayonnement). Tout ça ne sont que des grandeurs caractérisant des systèmes, ni plus, ni moins.

Mais attention, j'insiste sur le caractère exotique qu'on peut rencontrer dans les modèles théoriques pour le pre-big bang par exemple. Là, franchement, je ne jure de rien.

[papy-alain]

En introduction d'une conférence donnée récemment, Étienne Klein disait :
<<Personne ne comprend ce qu'est la mécanique quantique, et je vais essayer de vous faire comprendre pourquoi c'est incompréhensible>>

[Deedee81]

En introduction d'une conférence donnée récemment, Étienne Klein disait :
<<Personne ne comprend ce qu'est la mécanique quantique, et je vais essayer de vous faire comprendre pourquoi c'est incompréhensible>>

Excellent

Ceci dit, ce qu'il dit est correct. Comprendre pourquoi quelque chose est incompréhensible est déjà un bon point.

Mais personnellement, j'estime que c'est faux, qu'on peut comprendre (n'en déplaise à Feynman qui disait le contraire. On a fait énormément de progrès depuis).
Même si ça reste difficile et nécessite à la base forcément une très bonne maîtrise purement technique de la MQ.

Je dirais plutôt que beaucoup de la comprennent pas (et pas seulement des profanes intéressés par la MQ et qui lisent de la vulgarisation) ou mal. Et j'estime aussi que pour l'essentiel (usages, applications, calculs, résolutions de problèmes), on n'a pas vraiment besoin de "comprendre" (au sens évoqué ici, faut quand même comprendre la théorie et ses calculs, forcément).

Par contre, en gravitation quantique, il y a un certain nombre de choses qui me laissent totalement perplexe (indépendamment du fait que l'on ne sait pas quelles sont les bonnes théories, mais ça n'améliore pas les choses évidemment). Et je ne suis sûrement pas le seul. Je pense qu'on manque encore de recul.

Un exemple :
- en théorie quantique des champs, il y a une incroyable liaison, très profonde, entre relativité - symétries - interactions Ca au moins c'est compris, et je trouve ce lien profond absolument fabuleux.
(EDIT même si je trouve que dans la littérature on n'insiste pas assez sur le caractère incroyablement profond de ce lien. La première fois que j'ai vu çq, ce fut presque "orgasmique", des étoiles dans les yeux, l'impression de voir s'ouvrir une porte sur un des grands secrets de l'univers ).
- on constate un lien extrêmement profond qui lie gravitation - mécanique quantique - thermodynamique. Et il faut bien l'avouer : on le constate.... mais on ne le comprend pas.

[invite73192618]

Et j'ignore si dire que l'énergie s'est figée en matière a le moindre sens (peut-être que oui, mais je ne crois pas qu'on ait la moindre certitude là-dessus).
Pour moi l'énergie n'est qu'une propriété des systèmes physiques et parler "d'énergie pure" n'a guère de sens.

Le sens de ma question c'est que on sait que les états de la "matière" (incluant les photons) deviennent indifférenciables au dessus d'une certaine énergie (donc en remontant le redshit), et je ne sais pas si les modèles de trou noir primordiaux contraignent leur formation à une période ou la température est suffisamment froide pour que l'énergie soit "condensée" en particules ou si ceux-ci se forment avant. Logiquement il me semble que ce devrait être le second mais c'est un pur guess.

[invite73192618]

PS: https://fr.wikipedia.org/wiki/Baryog%C3%A9n%C3%A8se

[zebular]

Salut

Et j'ignore si dire que l'énergie s'est figée en matière a le moindre sens (peut-être que oui, mais je ne crois pas qu'on ait la moindre certitude là-dessus).
Pour moi l'énergie n'est qu'une propriété des systèmes physiques et parler "d'énergie pure" n'a guère de sens. C'est toujours de l'énergie de la matière.sic..

je vois trés bien de l'energie pure,donc des photons,émis par un corps.les photons se baladent pendant 1 milliard annnées,le corps emetteur a disparu depuis 900 millions d'années(désintégration spontanée) mais les photons auront toujours un effet sur le recepteur.(je ne sais si la causalité pose un probléme selon cette vision)
mais voilà comment j'interprète l'energie pure
ceci dit,les durées sont relatives dans l'univers primordial,c'est gilgamesh qui le dit.(selon ma compréhension du machin)

[Deedee81]

Salut,

Jiav, merci pour ces précisions. Personnellement j'éviterai de deviner, je ne maîtrise pas assez le sujet (juste l'une ou l'autre info vulgarisée de ci de là) et je n'ai pas de réel avis.

je vois trés bien de l'energie pure,donc des photons

Je le répète. Un photon n'est pas de l'énergie pure : il a un spin, une constante de couplage (aux charges électriques), une impulsion,....

[shub22]

La question est comment définit-on de l'énergie pure en physique non ? Elle se transmet bien en se propageant, et toute vibration possède une énergie ce que Planck a montré pour le photon
mais je ne crois pas qu'à toute vibration on puisse associer un photon: ça je ne sais pas à vrai dire
Pas du tout même

[mach3]

L'énergie est une propriété d'une relation entre au moins deux objets. Difficile dans ce cadre de parler "d'énergie pure".

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

mais je ne crois pas qu'à toute vibration on puisse associer un photon: ça je ne sais pas à vrai dire

Au contraire. Un photon n'est pas une vibration (ça c'est la vielle conception du dix-neuvième siècle). Et les phonons (version quantifiée des vibrations dans un solide) ne sont pas des photons.

Et j'insiste avec mach3 : l'énergie pure ça n'existe pas en physique (ça ne fera jamais que la quatrième fois qu'on le dit dans ce fil. Ce serait quand même sympa de lire les messages avant de répondre).

Voir par exemple : https://forums.futura-sciences.com/p...re-existe.html

Et par curiosité, tapez énergie pure dans google : on a ce lien, puis quelques trucs qui n'ont rien à voir, puis un site pseudo-scientifique (que je ne citerai pas ici).
Ca donne une idée de l'aspect stupide de cette notion (désolé pour ce mot, mais je considère l'expression "énergie pure" soit complètement stupide, soit bonne pour la science-fiction : "j'ai dégommé les zurbloub avec mon canon a énergie pure" ou au "pire" pour la mauvaise vulgarisation)

[Mailou75]

Et j'insiste avec mach3 : l'énergie pure ça n'existe pas en physique (...)

La solution de Schw ne decrit elle pas l’espace temps pour une source d’energie indéterminée (pure) ?

Merci

[zebular]

Face à l'adversité,j'abandonne l'expression "energie pure"..la terminologie,n'etait pas le sujet mais l'effet gravitique de la lumiére,oui
L'image de mach3,une onde sphérique,de trés haute energie même bien sale avec des rayons gama de tout en haut du spectre,spin ou pas,elle est bien sujette à son propre effet gravitationnelle?si le flux lumineux est extremement intense dans un espace qui ne permet pas la propagation à Tzéro+un iota.
c'est ma derniére hallu avant d'aller lire la baryogénése de wiki qui ne doit pas être citée par hasard..

[zebular]

baryons ou leptons ne caractérisent pas la lumiére,je n'y vois pas d'eclaircie..
et le lien de Deedee discute d'energie pure et c'etait une erreur de langage de ma part.ça ne correspond pas aux effets que je souhaite comprendre sur la gravitation de la lumiére.