Bonjour,
J'ai une question toute simple concernant les trous noir.
Pour un observateur lointain, j'ai cru comprendre qu'un objet tombant dans un trou noir met un temps infini à traverser son horizon. Il est comme figé devant l'horizon à cause de la distorsion temporelle avec l'observateur lointain. Dans ces conditions comment un trou noir peut-il grossir, si rien ne traverse son horizon de notre point de vue?
Olivier
Bonsoir,
La réponse est dans la question ! L'objet reste figé sur l'horizon pour l'observateur éloigné, mais il tombe cependant sous l'horizon et contribue à augmenter la taille du trou noir... D'ailleurs, les ondes gravitationnelles iront voir l'observateur pour le lui confirmer
Andrei
Salut,
Ta phrase contient une contradiction : si l'objet reste figé sur l'horizon durant un temps infini pour l'observateur éloigné, comment veux-tu qu'"il tombe cependant sous l'horizon et contribue à augmenter la taille du trou noir" en un temps fini pour ce même observateur ?Envoyé par Andrei2010
En revanche, du point de vue de l'observateur éloigné, à mesure que l'objet se rapproche de l'horizon, les photon émis par l'objet mettent un temps de plus en plus grand à lui parvenir. D'autre part, il reçoit ces photons avec un redshift de plus en plus grand. Et au bout d'un temps fini l'objet devient aussi invisible que s'il était déjà passé sous l'horizon. Autrement dit, le trou noir n'a pas encore grossi, mais l'objet est lui-même devenu noir...
Cependant sa masse n'a pas disparu pour autant, et s'additionne à celle du trou noir pour produire l'influence gravitationnelle qu'on peut éventuellement détecter en observant les mouvements des étoiles proches ou par effet de lentille gravitationnelle. Donc finalement, vu de loin, tout se passe comme si le trou noir avait grossi.
Dernière modification par yves95210 ; 28/09/2019 à 08h51.
Merci pour ces précisions. Si je comprends bien, du point de vue de l'observateur lointain, la matière ne traverse donc pas l'horizon et reste figée pendant un temps infini, à ceci près qu'on ne peut plus le voir à cause du redshift.
J'ai donc une autre question:
Si on considère le rayonnement Hawking, le trou noir pour sa part devrait finir par disparaitre dans un temps fini pour l'observateur lointain.
Le trou noir finirait donc par disparaitre *avant* que l'objet ne traverse l'horizon.
Ce qui veut dire que du point de vue de l'objet tombant dans le trou noir, cet objet se trouverait immédiatement réduit à néant dès qu'il atteint l'horizon. Puisqu'il aurait à peine atteint l'horizon que le trou noir aurait été entièrement rayonné.
Ceci contredit une autre affirmation indiquant qu'un objet traversant l'horizon, de son point de vue, ne remarquerait rien de spécial si le trou noir est très massif et que la force de marrée est faible au niveau de l'horizon.
Qu'est-ce que j'ai compris de travers?
Olivier
Par définition, l'objet tombant vers le trou noir n'est pas un observateur lointain Dans son temps propre il franchit l'horizon en un temps fini.
Et effectivement, si le trou noir est suffisamment massif pour que les forces de marées soient faibles, il ne se passe rien de spécial au moment du franchissement de l'horizon.
Mais si tu imagines que l'objet émet un signal toutes les secondes (dans son temps propre), l'intervalle mesuré par l'observateur lointain (dans son temps propre à lui) entre deux signaux consécutifs tend vers l'infini lorsque l'objet se rapproche de l'horizon.
Je n'ai jamais écrit que l'objet tombe sous l'horizon et augmente la taille du trou noir POUR L'OBSERVATEUR... Ne pas interpréter ce qu'on lit permet d'épargner son clavier
Non, tu as écrit que "L'objet reste figé sur l'horizon pour l'observateur éloigné, mais il tombe cependant sous l'horizon et contribue à augmenter la taille du trou noir...". Mais si tu ne parlais de la taille du trou noir pour l'observateur, je ne vois pas en quoi ça répondait à la question de Nickelange...
OK, je vais reformuler de la manière la plus simple possible :
- l'objet reste figé sur l'horizon pour l'observateur,
- alors qu'EN REALITE - DONC PAS POUR L'OBSERVATEUR - il tombe sous l'horizon.
D'ailleurs, je suis étonné de constater que tu n'aies pas réfuté mon affirmation comme quoi "les ondes gravitationnelles iront voir l'observateur pour le lui confirmer".
Car :
- on sait très bien que les ondes gravitationnelles ne vont voir ni des objets, ni des personnes,
* premièrement parce qu'elles se diffusent dans tous les sens, et
* deuxièmement parce qu'elles ne sont pas dotées d'organes de vue (qui ne leur serviraient de toute manière à rien, puisque les ondes gravitationnelles ne sont pas des êtres vivants et dotés de raison),
* les ondes gravitationnelles ne confirment rien par une action qui leur est propre : c'est le fait de les observer qui confirme ou non quelque-chose.
Tu n'as rien compris de travers. C'est une question très compliquée.
Les deux éléments de réponse que j'ai trouvés (un diagramme conforme dans le livre de Penrose "A la Découverte des Lois de L'Univers", page 809, et une indication dans ce forum) disent qu'il y a bien un intérieur au trou noir dans lequel un voyageur peut pénétrer en traversant l'horizon, mais qu'il constitue en quelque sorte un univers à moitié détaché du notre (dans le sens où on peut y entrer mais pas en sortir).
Pour le voyageur, le trou noir disparaît à l'instant où il touche la singularité.
Pour l'observateur distant, le voyageur traverse l'horizon au moment où le trou noir termine son évaporation.
Mais je ne me fie pas entièrement à ces deux sources, car il ne s'agit que d'indications en marge d'une autre discussion, ou d'une idée présentée sans justification. Je n'ai jamais vu de réponse détaillée à la question que tu poses.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
On est d'accord. Sauf que, plutôt que "en réalité", je préfère dire qu'il tombe sous l'horizon en une durée finie de son temps propre.
Je ne suis pas là pour jouer sur les mots. Si une formule, même imagée, ne prête pas à confusion, elle ne me gêne pas.D'ailleurs, je suis étonné de constater que tu n'aies pas réfuté mon affirmation comme quoi "les ondes gravitationnelles iront voir l'observateur pour le lui confirmer".
Car :
(...)
Ma première intervention avait pour but de préciser les choses afin d'éviter une éventuelle mauvaise compréhension de ton message qui, pris au pied de la lettre, pouvait paraître contradictoire et qui, de fait, ne répondait pas à la question initiale.
Si, il a compris quelque-chose de travers, et la question n'est pas si compliquée : dans son temps propre l'objet franchit l'horizon en une durée finie, éventuellement très courte (la deuxième affirmation de Nickelange est correcte). Donc bien avant que le trou noir se soit évaporé. La première affirmation est donc erronée (confusion entre le temps propre de l'objet et celui de l'observateur).Tu n'as rien compris de travers. C'est une question très compliquée.
C'est-à-dire quand il n'y a plus d'horizon ?...Pour l'observateur distant, le voyageur traverse l'horizon au moment où le trou noir termine son évaporation.
Merci pour vos réponses, cependant j'ai bien peur de ne pas avoir compris ce que j'ai compris de travers...
On peut plus simplement résumer ma question de la façon suivante:
Du point de vue d'un objet ayant traversé l'horizon du trou noir, combien de temps dure l'évaporation? Sachant que d'un point de vue extérieur cette évaporation a une durée finie.
Olivier
Le point de vue de l'objet ayant traversé l'horizon est forcément limité dans le temps (son temps propre), car il tombe inexorablement (et rapidement) vers la singularité centrale (voir par exemple cette discussion récente).
Aucun objet tombé sous l'horizon ne peut "survivre" jusqu'à l'éventuelle évaporation du trou noir (je dis "éventuelle" parce que le rayonnement de Hawking est une prédiction théorique qu'on n'a guère de chance de pouvoir un jour confirmer par l'observation d'un trou noir réel).
C'est une excellente question, et je ne sais pas y répondre. Les modèles connus (Schwarzschild, Kerr,...) ne traitent pas de ce point, puisqu'ils présupposent un corps statique, ce qui n'est pas le cas d'un TN rayonnant, surtout en fin de vie. Je crains que ce soit fort délicat de traiter correctement de ce que voit un observateur (distant ou non) de la fin de vie d'un TN ... Attendons d'éventuels avis d'experts.
There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.
Je ne sais pas si des experts consultent la section "discussions libres" du forum.
Or mon niveau est trop faible pour m'adresser directement à des experts, qui ont surement autre chose à faire que de la vulgarisation au cas par cas.
Ce qui me chiffonne dans cette histoire c'est que si un trou noir s'évapore sous le nez d'un objet s'approchant de son horizon, il ne devrait pas pouvoir absorber de matière. Ce qui serait un comble pour tout trou noir qui se respecte.
J'ai une autre question (eh oui j'en ai d'autres). J'ai vu qu'il existe une théorie controversée décrite par Joseph Polchinski impliquant un "mur de feu" au niveau de l'horizon des événements. Il découle de la brisure de l'intrication quantique des particules virtuelles séparées par l'horizon des événements. Indépendamment du fait que cette théorie soit juste ou fausse, j'aurais voulu savoir en quoi la brisure de l'intrication quantique produit d'énorme quantité d'énergie. Les différents articles que j'ai lu parlant d'intrication n'évoquent pas ce point.
Olivier
Salut,
Tiens, c'est amusant mais j'avais moi aussi commit la même erreur de raisonnement. En fait, même avec l'évaporation en un temps fini un voyageur peut parfaitement entrer dans le trou noir et même finir écrasé sur la "singularité" centrale. Pour le voir l'idéal est de regarder la description d'un trou noir (qui s'évapore) à l'aide d'un diagramme de Penrose. On voit alors qu'il y a bien des trajectoires entrante.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagra...Penrose-Carter
Ici je donne aussi une description vulgarisée des trous noirs et des diagrammes de Penrose
http://fr.scribd.com/doc/204166860/V...es-etoiles-pdf
Malheureusement je n'abordais pas cette question du voyageur tombant dans un TN en évaporation.
Ici : http://nrumiano.free.fr/Fetoiles/tn_thermo.html
ils donnent un diagramme de TN en évaporation.
Non, en effet, je ne vois pas pourquoi la perte d'intrication provoquerait ça. Ceci dit, je ne connais pas bien cette théorie (je ne sais pas si elle est controversée mais elle est spéculative et n'est pas acceptée par tous).
Je viens de lire l'article wikipedia sur le sujet et en effet ils parlent de ça. Mais je ne trouve vraiment pas les explications très claire (en tout cas dans wikipedia).
Quelqu'un connaissant bien cette théorie du mur de feu passera peut-être par ici.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut,
C'est clair, pour un trou noir qui est juste "en train de s'évaporer". Il ne perd sa masse que progressivement par rayonnement de Hawking et reste un trou noir bona fide pendant que le voyageur tombe vers la singularité centrale.
Il me semble que la question de Nickelange concerne plutôt le cas particulier d'un voyageur qui serait à proximité immédiate de l'horizon au moment où le trou noir fait pshitt.
Mais sauf erreur de ma part, le trou noir même fortement amaigri reste un trou noir jusqu'au moment où il ne peut plus être décrit par la physique d'aujourd'hui (relativité générale + physique quantique), c'est-à-dire lorsque sa masse tend vers la masse de Planck et le rayon de son horizon vers la longueur de Planck, au moins en ordre de grandeur.
Sur la fin le processus d'évaporation est très rapide (un trou noir de 200 tonnes aurait une durée de vie de moins d'une seconde). Mais la durée de la chute vers la singularité centrale d'un objet franchissant l'horizon est également très courte : selon la formule donnée dans la discussion que j'ai citée (), pour un trou noir de 200 tonnes elle serait de l'ordre de 10-30 s, donc très, très inférieure à la durée de vie du trou noir.
Et comme elle est proportionnelle à M, cela reste vrai jusqu'à la fin de l'évaporation - pour autant qu'un objet macroscopique puisse chuter dans un trou noir microscopique (j'imagine plutôt le trou noir en train de traverser l'objet en bouffant tout sur son passage... le rayon d'un TN de 200 tonnes est d'environ 3 10-22 m).
Mais tout ça n'est que théorique, comme le rayonnement de Hawking qu'on n'est pas près d'observer : à part d'hypothétiques trous noirs primordiaux assez petits (qu'on n'a pas encore découverts), on a aucune chance d'assister à l'évaporation d'un trou noir dans les prochains milliards d'années.
Si, si, elle est controversée. Voir par exemple http://backreaction.blogspot.com/201...mic-walls.html.
"L'évaporation" a pu être constatée sur des dispositifs analogue en laboratoire (avec de l'eau ou du son, enfin peu importe) mais forcément si on choisit des systèmes obéissant aux mêmes équations on trouve les mêmes effets. Mais ça ne dit pas si un vrai TN se comporterait comme ça contrairement à des titres quelque peu tapageurs que j'ai vu.
Le seul espoir est sans doute d'arriver à fabriquer des micro tours noirs en labo. Mais on n'est pas prêt d'y arriver et, par précaution, avant de faire ça j'y réfléchirais à deux fois.
(ça me rappelle une série de livres de science-fiction se passant dans un lointain futur où ils parlent de "l'incident de Chicago" => expérience => trou noir => Gloup, miam, la planète)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Croisement
D'accord, merci. J'aime bien le "the lying witness"
En tout cas c'est chouette de voir qu'une spécialiste comme elle prend la peine et le temps d'expliquer et de répondre aux commentaires sur l'actualité.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Les réponses impliquant l'évaporation du trou noir sont, je pense, à éviter dans un premier temps, pour deux raisons :
-on ne dispose pas de théorie validée qui puisse décrire vraiment ce qui se passe de façon sûre, mais plutôt des dizaines de théories en attente de validation qui décrivent chacune quelque chose de différent (cela va de "pas de rayonnement Hawking, circuler ya rien à voir", à "l'astre en effondrement ne forme jamais d'horizon car l'évaporation se produit en même temps", en passant par tous les intermédiaires).
-si évaporation il y a, cela ne concerne que les petits trous noirs, ceux qui sont plus chaud que 3K (grosso modo les trous noirs plus légers que la Lune sauf erreur de calcul et dont la taille ne dépasse pas 60µm) : l'évaporation de ceux qui sont plus gros est compensée par le rayon cosmologique à 3K dans lequel ils baignent et qui suffit à les faire grossir plus vite qu'ils ne s'évaporent.
Pour ces raisons, mieux vaut se cantonner à ce qui est connu, c'est à dire de la RG, et répondre à la question dans ce cadre, tout en prévenant que la description faite est forcément plus ou moins inexacte vu qu'on ne prend pas en compte l'évaporation.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Je suis d'accord avec le fond de ton message.
Mais il s'agissait de répondre à des questions posées explicitement par le primoposteur, dans l'hypothèse où il y aurait effectivement évaporation, ce qu'on n'est pas près de pouvoir confirmer expérimentalement (sauf si les TN primordiaux existent - autre hypothèse - et où on arriverait à détecter les flambées de rayons gamma produits - hypothétiquement - lors du dernier stade de leur évaporation). Bref, ça fait beaucoup de "si", et autant discuter du nombre d'anges qui peuvent danser sur la pointe d'une aiguille
Quoi qu'il en soit, ces questions sont légitimes, du moment qu'elles se réfèrent à des spéculations théoriques ayant donné lieu à un paquet de publications (et d'articles de vulgarisation).
je ne comprend pas vos arguments concernant figée jusque l’évaporation des trous noir pour l'observateur. nous avons bien vue disparaître une étoile complété dans un trou noir et dernièrement la découverte des ondes gravitationnels, d’ailleurs je me demande comment les ondes gravitationnels peuvent s'echaper d'un piégé gravitationnel comme un trou noirs ? merci pour vos réponses
Salut,
Lorsqu'un corps est très très près d'un trou noir, même sans entrer dedans, il disparait (décalage vers le rouge extrême). L'observation ne peut pas distinguer les deux cas.
Les ondes gravitationnelles ne sortent pas du trou noir. C'est le champ gravitationnel externe qui en est la source.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Le concept même de trou noir restant hypothétique, il ne faut en effet pas perdre de vue le caractère hautement spéculatif du rayonnement Hawking.
deux fils à lire sur ces deux sujets :
https://forums.futura-sciences.com/d...-lhorizon.html
https://forums.futura-sciences.com/d...trou-noir.html
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Pas d'accord. Tu confonds "caractère probablement un peu idéalisé du modèle de TN en physique" et "trous noirs astrophysiques", ces derniers étant bien observés et ce sont des trous noirs (qui n'ont donc rien d'hypothétique) car on a décidé de les appeler ainsi (en fait parce qu'ils avaient une série de propriétés attendues). Que tu dises "on n'a pas de preuve de l'existence de l'horizon" ou encore mieux "de la singularité", d'accord, mais le concept de trou noir est très large et accolé aux objets observés. Il ne faut donc pas trop exagérer.
Affirmer qu'un objet astrophysique observé n'existe pas c'est confondre la carte et le territoire.
Ca par contre ou. Je dirais plutôt juste spéculatif (tu connais sa dérivation théorique ? Il résulte de conditions sommes toutes assez douces et où les théories sont bien validées, de plus le lien avec la thermodynamique est assez fabuleux, donc peu doutent de son existence). Mais, bon, spéculatif c'est spéculatif, point.
Dernière modification par Deedee81 ; 03/10/2019 à 09h54.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
merci deedee81 et mach3 pour vos reponses
