Mouvement dans un trou noir

[Nickelange]

Bonjour,
Petite question entre le fromage et le dessert:
J'ai lu que lorsqu'un objet traverse l'horizon d'un trou noir, il n'a qu'une trajectoire possible, menant à la singularité.
Ceci m'attriste, car on dit également qu'un voyageur traversant un trou noir très massif et avec peu de forces de marée ne ressentirait rien d'anormal en traversant son horizon.
Vraiment rien? Mis à part être mort? Car comment les mouvements complexes des fluides dans un être vivant pourraient avoir lieu alors que toutes les particules convergent vers le trou noir sans aucune liberté de mouvement?
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[Gilgamesh]

Bonjour,
Petite question entre le fromage et le dessert:
J'ai lu que lorsqu'un objet traverse l'horizon d'un trou noir, il n'a qu'une trajectoire possible, menant à la singularité.
Ceci m'attriste, car on dit également qu'un voyageur traversant un trou noir très massif et avec peu de forces de marée ne ressentirait rien d'anormal en traversant son horizon.
Vraiment rien? Mis à part être mort? Car comment les mouvements complexes des fluides dans un être vivant pourraient avoir lieu alors que toutes les particules convergent vers le trou noir sans aucune liberté de mouvement?

Il y a plusieurs trajectoires possibles en fonction de la vitesse propre mais aucune qui évite la "singularité", c'est ça la particularité de ces trajectoires. Aucune possibilité de retraverser l'horizon dans l'autre sens, et aucune possibilité d'orbiter de façon stable autours de la masse centrale.

Autrement c'est pas différent de n'importe quelle chute libre.

[invite6c250b59]

Dans la même veine: est-ce qu'une série de sondes robots, envoyées une par une et communiquant de proches en proches, pourraient maintenir une mémoire collective sous l'horizon?

[mach3]

Dans la même veine: est-ce qu'une série de sondes robots, envoyées une par une et communiquant de proches en proches, pourraient maintenir une mémoire collective sous l'horizon?

Si on considère un trou noir statique (pour la simple raison que je ne maitrise pas le sujet des trous noirs en croissance), et que les sondes se suivent sur une même radiale, activées et lâchées avec une vitesse nulle de la même altitude à intervalles réguliers, alors :
-Chaque sonde va émettre pendant une durée égale entre l'horizon et la singularité
-Chaque sonde recevra bien les signaux de toutes les précédentes pendant cette durée, mais redshiftés : la chute d'une sonde précédente n'est pas vue entièrement
-Chaque sonde reçoit les signaux d'un certain nombre fini de sondes suivantes. Pas sûr du signe du redshift. Les signaux d'une sonde activée trop tardivement ne seront jamais reçu avant la singularité.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6c250b59]

Si on considère un trou noir statique (pour la simple raison que je ne maitrise pas le sujet des trous noirs en croissance), et que les sondes se suivent sur une même radiale, activées et lâchées avec une vitesse nulle de la même altitude à intervalles réguliers,

Oui oui, on reste normalement sur de la bonne vieille rr dans son domaine de validité. Tout-à-fait, bonne description.

-Chaque sonde va émettre pendant une durée égale entre l'horizon et la singularité

En temps propre, oui.

-Chaque sonde recevra bien les signaux de toutes les précédentes pendant cette durée, mais redshiftés : la chute d'une sonde précédente n'est pas vue entièrement

Pas compris.

-Chaque sonde reçoit les signaux d'un certain nombre fini de sondes suivantes. Pas sûr du signe du redshift. Les signaux d'une sonde activée trop tardivement ne seront jamais reçu avant la singularité.

Certes, mais la question est de savoir si on peut faire remonter de linformation depuis “presque à la singularité” jusqu’à “juste derrière lhorizon”. Laurent semblait croire que non, dans une très vieille discussion, courte et perdue quelque part. Perso je nai pas compris pourquoi, mais je nai pas trouvé non plus de raisonnement qui ne puisse sappliquer a rebours jusqu’au franchissement (ce qui implique que le raisonnement es5 faux, au moins pour c3 cas)

[pm42]

Dans la même veine: est-ce qu'une série de sondes robots, envoyées une par une et communiquant de proches en proches, pourraient maintenir une mémoire collective sous l'horizon?

En plus des réponses de mach3, il semble que les choses puissent être plus compliquées. En version très rapide :
https://www.dw.com/en/what-goes-on-i...ole/a-19035483

en version plus détaillée avec les liens vers les articles : https://physics.stackexchange.com/qu...in-black-holes

Je n'ai pas creusé et je suis preneur de tout retour sur ces travaux.

[mach3]

Il faut représenter la situation en coordonnées de Kruskal Szekeres pour comprendre la chose. On y constate que le cône passé d'un événement arbitrairement proche de la singularité ne contient pas la singularité. Si on trace les lignes d'univers de quelques sondes, et qu'on veut savoir ce que l'une d'elle peut voir quand elle est arbitrairement proche de la singularité, il faut regarder l'intersection de son cône passé en cet événement avec les lignes d'univers des autres. On va considérer que les sondes ont un age 0 sur l'horizon et un age 1 à la singularité. Si une sonde d'age x regarde ses voisines, elles les verra toutes avec un age inférieur à x, et d'autant plus inférieur qu'elles sont loin. L'age pourra tendre vers 0 si elle regarde celles qui la précède de loin et pourra devenir négatif si elle regarde celles qui la suive de loin.

Faut que je retrouve ou trace un tel diagramme...

m@ch3

[mach3]

Il y a un schéma de mailou, là https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6322505

Il représente 3 chutes identiques, décalées dans le temps. Plus qu'à ajouter des droites à 45° pour savoir qui voit quoi et quand.

m@ch3

[invite6c250b59]

En plus des réponses de mach3, il semble que les choses puissent être plus compliquées. En version très rapide :
https://www.dw.com/en/what-goes-on-i...ole/a-19035483

en version plus détaillée avec les liens vers les articles : https://physics.stackexchange.com/qu...in-black-holes

Je n'ai pas creusé et je suis preneur de tout retour sur ces travaux.

C’est du lourd! Merci, très intéressant (mais je pense pas pouvoir faire un retour méritant d’être écrit tout de suite

Il représente 3 chutes identiques, décalées dans le temps. Plus qu'à ajouter des droites à 45° pour savoir qui voit quoi et quand.

Cool, mais est-ce que tu conclus possible ou tu conclus impossible?

[Mailou75]

Salut,

Cool, mais est-ce que tu conclus possible ou tu conclus impossible?

Si je comprends bien ta question, tu veux savoir si un observateur proche de la singularité peut envoyer un message à un autre observateur, chutant après lui, ayant juste passé l’horizon ? Au risque de dire une connerie je dirais non. Dans le Kruskal qu’a linké mach3, par exemple, le dernier message que recevra Bleu avant d’atteindre la singularité en provenance de Vert aura été émis par Vert à environ 0,25.Rs/c après l’horizon (soit deux point et demi après l’horizon sur le dessin) quand il se trouvait à plus de 0,9.Rs (Vert est à 0,9.Rs environ au troisième point). Donc... en fait quand Vert pense lancer un message «vers l’arrière» il se trompe, rien ne va en arrière (si on considère que la singularité est un lieu). Le résultat est le même pour des chuteurs en provenance de l’infini. A confirmer...

[invite6c250b59]

D’accord merci. Bon, reste plus qu’à intégrer cette histoire de triple singularité

[pm42]

Donc... en fait quand Vert pense lancer un message «vers l’arrière» il se trompe, rien ne va en arrière (si on considère que la singularité est un lieu). Le résultat est le même pour des chuteurs en provenance de l’infini. A confirmer...

Je n'ai pas la réponse et je suis donc le fil avec intérêt.
Je me suis posé une question : quand on passe l'horizon, on ne détecte rien de spécial.

Donc si je suis dans un vaisseau, je continue de voir devant moi.
Ensuite, j'accélère en allant vers la singularité, les forces de marée font leur travail, l'avant est blueshifté.

Mais tout cela est continu. Donc à quel moment est ce que je cesse de voir ce qui est devant moi ? Quand la différence d'accélération est telle qu'il faudrait que l'avant du vaisseau m'envoie des photons plus rapides que c ?

[invite5637435c]

Donc à quel moment est ce que je cesse de voir ce qui est devant moi ? Quand la différence d'accélération est telle qu'il faudrait que l'avant du vaisseau m'envoie des photons plus rapides que c ?

Je pense que vous êtes mort bien avant de pouvoir vivre cette situation
Blague à part je ne sais pas si "voir" à encore le même sens vu la perturbation que doit créer ce type d'environnement aux limites.

[mach3]

Le résultat est le même pour des chuteurs en provenance de l’infini. A confirmer...

voir ici https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post5826580

tiens, c'est un schéma du même auteur? bizarre!

m@ch3

[mach3]

Mais tout cela est continu. Donc à quel moment est ce que je cesse de voir ce qui est devant moi ? Quand la différence d'accélération est telle qu'il faudrait que l'avant du vaisseau m'envoie des photons plus rapides que c ?

C'est super compliqué et ça dépend et de la taille du trou noir et de la "vitesse" à laquelle on arrive.
Les effets mécaniques (dont l'ultime spaghetification) liés aux effets de marée sont dû au tenseur de Riemann et sa valeur sur l'horizon dépend de la taille. Un mini trou noir vous met en pièce de loin (à des distances de plusieurs dizaines de fois le rayon de Schwarzschild), alors que le passage de l'horizon d'un trou noir supermassif se fait sans histoires.
Les effets visuels (aberration, redshift) dépendent de la ligne d'univers que l'on suit et aussi des lignes d'univers de ce qu'on regarde (pour le redshift)
Une difficulté supplémentaire est dans le sens de "devant moi". Une fois l'horizon passé, ce que je vois devant moi est situé à des valeurs de r supérieure à la mienne, c'est à dire des choses qui ont passé l'horizon depuis "moins longtemps"* que moi. Devant moi, je vais aussi voir, suivant le cas :
-la région III qui est un autre univers dans le cas d'un trou noir de Schwarzschild éternel
-l'astre en effondrement dans le cas d'un trou noir issu d'un effondrement

A priori, tant que l'intégrité de mon corps n'est pas atteinte, je peux toujours voir devant moi. Si je tombe avec les pieds vers le bas, je peux voir mes pieds jusqu'à la fin (bon, ils vont finir très redshiftés et finir par prendre l'intégralité de mon champ de vision). Vu de ma tête, ma tête atteint la singularité avant mes pieds de toutes façons.

Cool, mais est-ce que tu conclus possible ou tu conclus impossible?

Il faudrait que tu précises ce que tu entends exactement par "maintenir une mémoire collective sous l'horizon"

m@ch3

* à prendre avec des pincettes. Deux sens valides :
-on peut prendre r comme une datation de l'intérieur du trou noir, allant de rs à 0
-on peut ne considérer que les choses qui sont sur la même radiale et effectuent exactement la même chute mais en décalé (parties de la même altitude, avec la même vitesse, mais pas au même moment) et dans ce cas on parle de la durée qui s'est effectivement passée pour ces choses depuis le passage de l'horizon

[mach3]

D’accord merci. Bon, reste plus qu’à intégrer cette histoire de triple singularité

attention, ça c'est conjecturé dans le cas d'un trou noir réel issu d'un effondrement, et en rotation :
https://forums.futura-sciences.com/d...ml#post6359941

m@ch3

[invite6c250b59]

Je n'ai pas la réponse et je suis donc le fil avec intérêt.
Je me suis posé une question : quand on passe l'horizon, on ne détecte rien de spécial.

Donc si je suis dans un vaisseau, je continue de voir devant moi.
Ensuite, j'accélère en allant vers la singularité, les forces de marée font leur travail, l'avant est blueshifté.

Mais tout cela est continu. Donc à quel moment est ce que je cesse de voir ce qui est devant moi ? Quand la différence d'accélération est telle qu'il faudrait que l'avant du vaisseau m'envoie des photons plus rapides que c ?

Ça n'arrive pas. Imagine une série de bonhomme sur un tapis roulant, qui s'amusent à s'envoyer un ballon à rebours du sens de déplacement. Quelle que soit la vitesse du tapis roulant, il est toujours possible de jouer. Mais si le tapis roulant va plus vite que le ballon, alors le ballon peut en même temps être toujours lancé vers l'arrière des joueurs et toujours avancer dans le sens de marche du tapis.

[invite6c250b59]

@mach3: disons que le premier chuteur tire un dé et envoie le résultat à celui qui le succède par laser, à un temps T après le franchissement de l'horizon (en temps propre). Le second le relais à son propre suiveur, etc. La question est de savoir si l'information peut être perçu par un des suiveurs à un temps T2<T. (et la réponse est non, merci Maillou).

[Mailou75]

voir ici https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post5826580

tiens, c'est un schéma du même auteur? bizarre!

Le «à confirmer» portait sur l’ensemble, pas le fait que le résultat qualitatif soit identique en partant de l’inifini (que j’ai vérifié avec le schéma que tu link, justement )

[mach3]

@mach3: disons que le premier chuteur tire un dé et envoie le résultat à celui qui le succède par laser, à un temps T après le franchissement de l'horizon (en temps propre). Le second le relais à son propre suiveur, etc. La question est de savoir si l'information peut être perçu par un des suiveurs à un temps T2<T. (et la réponse est non, merci Maillou).

L'information véhiculée par le laser pourra subsister un certain "temps". Graphiquement sur un Kruskal, on constate que la ligne d'univers du laser sera parallèle à l'horizon, et r diminuera de plus en plus le long de la ligne jusqu'à atteindre la singularité. Plus le premier chuteur émet tardivement dans sa chute, et plus le successeur devra être près de lui si il veut capter l'information avant de lui même atteindre l'horizon.
Plus il émettra tôt après le passage de l'horizon, plus un suiveur lointain pourra l'intercepter. Evidemment, quand le suiveur recevra le signal, il aura passé l'horizon depuis plus longtemps que l'émetteur quand il l'a émis. L'information, tout comme les chuteurs, progresse inexorablement vers les r décroissants.

La réponse est donc bien non.

m@ch3

[inviteeeedf741]

Et même si c'était possible, le jour où quelqu'un réussira cette prouesse, ce ne seront que les générations suivantes peut-être, les premiers à pouvoir exploiter les infos

[papy-alain]

Et même si c'était possible, le jour où quelqu'un réussira cette prouesse, ce ne seront que les générations suivantes peut-être, les premiers à pouvoir exploiter les infos

On peut rêver, mais quand c'est physiquement impossible, c'est impossible.

[spark1]

Ce qui est fascinant avec la "theorie des trous noirs" c'est qu'on nous dit que rien ne peut s'en echapper ni meme la lumière, alors que se qu'on voit surtout, c'est qu'il ya enormement de chose qui s'en échappent comme les bulles de fermi, les jets des galaxies actives, et des filaments radio magnetique

Apparemment finalement les trous noirs n'arrive pas a aspirer grand chose….

[invite5637435c]

En tout cas Hawking (depuis 1975) a démontré qu'il y a bien des "évaporations", rien de nouveau donc.
De là à dire qu'il y a "énormément" de choses qui s'en échappent... je n'irai pas jusque là.

[JPL]

Non, cette évaporation est négligeable. Ce que spark1 confond c’est ce qui s'échappe d’un trou noir (rien à un femtochouia près) et ce qui s’échappe de l’environnement du trou noir.

[papy-alain]

En tout cas Hawking (depuis 1975) a démontré qu'il y a bien des "évaporations", rien de nouveau donc.
De là à dire qu'il y a "énormément" de choses qui s'en échappent... je n'irai pas jusque là.

La cause de l'évaporation d'un trou noir n'est pas que quelque chose s'en échappe, ni matière, ni rayonnement. Il s'agit d'un phénomène qui se passe à l'extérieur du TN, proche de l'horizon, et qui a pour conséquence de séparer deux particules virtuelles qui, faute de pouvoir s'annihiler, se séparent définitivement. Celle qui s'échappe de cet environnement apparaît à l'observateur distant comme possédant une énergie positive, celle qui tombe dans le TN ayant par conséquent une énergie négative, qui réduit donc la masse du TN.
Aucune observation ne pouvant être effectuée, cette théorie reste donc spéculative, mais elle fait cependant consensus pour la communauté scientifique.

[spark1]

JPL :
Helas, on voit que beaucoup de chose s'echappe du centre galactique et de "l'horizon des événements d'un trou noir" avec certain filaments radio (inexpliqué par la science)
Faudra aussi expliquer les doubles jets des galaxies actives a de tres longue distance,
Ce qu'on voit et qui ne peut etre regie par une interpretation, c'est tout ce qui s'achappe

[invite51d17075]

bjr,

JPL :
Helas, on voit que beaucoup de chose s'echappe du centre galactique et de "l'horizon des événements d'un trou noir" avec certain filaments radio (inexpliqué par la science)

ça, ça mérite d'être sourcé, parce que ce n'est pas rien comme affirmation !!!!

[Deedee81]

Bonjour,

Helas, on voit que beaucoup de chose s'echappe du centre galactique et de "l'horizon des événements d'un trou noir" avec certain filaments radio (inexpliqué par la science)

1) Cela ne s'échappe pas de l'horizon mais du disque d'accrétion, à l'extérieur du trou noir. Voir :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_d%27accr%C3%A9tion
https://fr.wikipedia.org/wiki/Jet_(astrophysique)

Ils ne sont d'ailleurs pas propre aux trous noirs mais à tout phénomène d'effondrement gravitationnel : formation des galaxies, formation des étoiles, ...

2) Tu dit "inexpliqué par la science". Comment peux-tu dire ça ? Tu confonds ta propre ignorance avec ce que connais la science.

Les jets sont plutôt bien expliqués. Même si leur étude reste extrêmement complexe, même sur calculateur car ça fait intervenir la gravité, l'hydrodynamique, le magnétisme, la physique des plasmas.... C'est de grande ampleur et à 3D (ce qui rend les calculs lourds)

[spark1]

Deedee81 :
Les nombreux filaments radio magnetique du centre galactique montrent des directions étranges ainsi qu'une partie centrale très brillante sans qu'aucune source ne soit distinguable
Pour les astronomes, ces filaments radio sont mystérieux

Je te propose de me donner une explication solide, basées sur des faits, quand je dit solide c'est avec certitude, c'est pas des suppositions scientifique qui utilise les mots comme " cela pourrait etre cela ou c'est possible on n'en sait rien"

Ce que l'on voit avec certitude c'est qu'il ya enormement de chose qui s' échappent des centres galactique, par contre on n'a aucune preuve directe que les "trous noirs absorbe" quelque chose, si ce n'est une interpretation qui n'a jamais était reproduit par l'experience