Espace temps et trous noir

[Rasc]

Bonjour, je ne suis pas du tout un scientifique mais actuellement un simple vigneron vivant sur un voilier. J'ai de vagues connaissances "scientifiques" grâce à un bac S obtenu il y a 15 ans, et un peu de culture générale.
En fait je me suis posé quelques questions à propos de l'espace temps, des trous noir et j'ai cherché à rendre tout ça cohérent à mes yeux.
Je ne sais pas à qui en parler donc je vais décrire ici ce que je pense avoir compris, et je serai ravi que quelqu'un puisse me contredire ou me corriger car je ne trouve pas les infos que je cherche sur internet.

Tout d'abord, il existe une quatrième dimension, le temps.

Si l'on considère l'espace-temps, on a besoin de trois dimensions pour situer un objet, plus la quatrième, pour situer l'objet dans le temps.

Cette dernière dimension, le temps, est influencée par les masses des objets.

C'est comme si on posait une boule sur un lit, le poids de la boule creuse le drap, la masse modifie la courbe du temps.

Considérons que le temps est le même partout mais il peut-être ressenti de manière plus ou moins rapide selon la proximité avec des masses (comme dans interstellar).

Si l'on ne prend en compte que les masses des objets présents dans l'univers, et le temps à un instant t, la représentation de l'univers ressemblerait à un disque, avec au centre un point (le point étant l'instant T).

Les objets les plus légers se situeraient vers l'extérieur du disque tandis que les masses les plus importantes se concentreraient vers le centre du disque.

Imaginons le temps comme une vis sans fin.

Cette vis est en rotation constante, les éléments sont poussé de la gauche vers la droite.

On a donc le passé à gauche, l'avenir à droite, et au milieu, une période.

On peut donc considérer que le temps réel est l'axe de la vis sans fin, qu'un tour de vis correspond à une période fixe, et que les éléments parcourent plus ou moins de distance pour faire un tour selon qu'ils sont proches ou éloignés de l'axe du temps (plus ou moins éloignés du centre du disque). Le temps relatif serait déterminé par cette distance.

L'univers ainsi représenté serait en rotation constante autour de l'axe du temps.

Si les masses sont attirées par l'axe du temps, il est peut-être possible que deux objets ayant une masse suffisamment importante pour être suffisamment proche de l'axe du temps et se trouvant opposé par rapport à l'axe du temps puissent additionner leurs forces.

Cela pourrait même former un ou deux trous noirs, avec un trou de ver entre les deux.

Peut-être aussi que ce que l'on appelle trou noir, est une illusion. Si un astre a une masse suffisante, le temps ne se déroule pas du tout à la même vitesse à sa proximité qu'ailleurs.

Ainsi, toute émission ou réflection d'ondes lumineuses ou de quelque sorte que ce soit ne peut être détectée depuis une distance éloignée.

En effet, les longueurs d'onde des ondes se modifient au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de l'astre, car le temps relatif change. Pour imager, si on met une lumière UV prêt d'un astre ayant une masse très importante, on ne verra qu'une lumière rouge d'un peu plus loin.

Un astre qui accumule trop de masse finira par devenir invisible, non pas parce qu'il implose sur lui même, mais parce qu'il deviendra furtif en quelque sorte. On ne peut le repérer qu'en analysant les mouvements des astres alentours. Il ne fera que grossir, régulièrement en absorbant les objets qui passent à sa portée, mais de plus en plus lentement car sa masse augmentera constamment, donc le temps se ralentira de plus en plus à proximité de l'objet. Sa masse suivra une courbe logarithmique. Plus un objet se rapprochera du trou noir et plus il va ralentir pour presque se figer, mais cela sera invisible hors proximité.

Je ne sais pas si je suis bien clair, je fais de mon mieux...

Merci d'avance à ceux qui pourront me dire où je me plante, et j'espère ne pas avoir enfreint les règles du forum en racontant quelque chose de farfelu...
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[jacknicklaus]

Bonjour à toi, le vigneron marin !

Cette dernière dimension, le temps, est influencée par les masses des objets.
C'est comme si on posait une boule sur un lit, le poids de la boule creuse le drap, la masse modifie la courbe du temps.

Non, l'ensemble de l'espace temps 4D est affecté (courbé) par les masses. L'image du drap creusé est de la très mauvaise vulgarisation, génératrice d'idées fausses, à oublier au plus vite.

Considérons que le temps est le même partout mais il peut-être ressenti de manière plus ou moins rapide selon la proximité avec des masses (comme dans interstellar).

Si l'on ne prend en compte que les masses des objets présents dans l'univers, et le temps à un instant t, la représentation de l'univers ressemblerait à un disque, avec au centre un point (le point étant l'instant T)..

Le temps n'est pas le même partout. La 1ère chose à accepter (c'est difficile) c'est que si l'on prends 2 évènements quelconques (un train passe devant un quai à Paris et un avion décolle à New-york), on peut trouver 3 observateurs qui vont dire : la train passe avant l'avion, le train passe au même moment, le train passe après l'avion. Et ils ont tous raison, selon leur référentiel. Il n'existe PAS de temps universel identique pour tous les observateurs.

Imaginons le temps comme une vis sans fin. [... etc ... ]

le reste est, comment dire, .... Tu avais mauvaise mer quand tu as écris celà ? ou abusé de la dive bouteille ?

j'espère ne pas avoir enfreint les règles du forum en racontant quelque chose de farfelu...

Si. à peine 715 flagrantes violations du règlement de ce forum qui stipule que les théories perso sont interdites !

[Rasc]

Merci pour cette réponse, je vais parler d'abord de votre première réponse :

"Cette dernière dimension, le temps, est influencée par les masses des objets.
C'est comme si on posait une boule sur un lit, le poids de la boule creuse le drap, la masse modifie la courbe du temps.
Non, l'ensemble de l'espace temps 4D est affecté (courbé) par les masses. L'image du drap creusé est de la très mauvaise vulgarisation, génératrice d'idées fausses, à oublier au plus vite"

Dans ce cas, une question, est-ce que plus la masse d'un objet est importante et plus "l'ensemble espace temps" est courbé ?

[jacknicklaus]

Oui, c'est correct. On peut dire, plus précisément : plus il y a d'énergie (localement) plus l'espace-temps est courbé (localement).
rappel : masse <-> énergie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rasc]

Ok, justement je me demandais si l'énergie jouait et non seulement la masse. Ainsi il n'y a pas que la masse mais la vitesse de déplacement également (énergie cinétique), ce qui expliquerait le fameux voyage dans le temps par la vitesse. Plus un objet se déplace vite, plus il courbe l'ensemble espace temps. C'est cohérent avec l'ensemble de mon raisonnement que vous n'avez pas encore saisi .

Lorsque je dit qu'il y a un temps réel universel, et un temps relatif, ou bien "ressenti", qui s'écoule plus ou moins vite selon si on est proche d'une masse suffisamment importante pour courber l'ensemble espace temps, vous n'êtes pas d'accord ?
Pour votre exemple, vous parlez d'observateurs, donc d'une perception des choses et je ne comprends pas.
Pourriez-vous développer s'il-vous-plaît ?

[mach3]

Ok, justement je me demandais si l'énergie jouait et non seulement la masse. Ainsi il n'y a pas que la masse mais la vitesse de déplacement également (énergie cinétique), ce qui expliquerait le fameux voyage dans le temps par la vitesse. Plus un objet se déplace vite, plus il courbe l'ensemble espace temps. C'est cohérent avec l'ensemble de mon raisonnement que vous n'avez pas encore saisi .

Hélas ce n'est pas du tout ainsi que cela fonctionne. Le phénomène de désynchronisation des horloges lié à la vitesse n'a strictement rien à voir avec la courbure de l'espace-temps, il est au contraire prédit dans un espace-temps parfaitement plat, même l'effet Einstein (désynchronisation liée à la différence d'altitude) n'a rien à voir avec la courbure de l'espace-temps si on ne regarde qu'au premier ordre (entre le haut et le bas d'une fusée qui accélère en espace-temps parfaitement plat, l'effet Einstein est déjà prédit, le bas de la fusée prend du retard sur le haut), la courbure ne fait que le modifier.
Ces phénomènes de désynchronisation ne sont pas très différents, conceptuellement, du fait que les différents chemins allant d'un point à un autre dans le plan Euclidien n'ont pas la même longueur, c'est simplement la métrique qui intervient, c'est à dire l'objet mathématique qui permet de calculer la longueur d'une courbe.

Dans le plan euclidien, c'est la métrique d'Euclide qui intervient. C'est de cette métrique que découle toute la géométrie "habituelle" (celle qu'on voit au collège et au lycée), comme le théorème de Pythagore, la trigonométrie, Al-Kashi, l'inégalité triangulaire, etc.

Dans l'espace-temps, il s'agit d'une métrique un peu différente, celle de Minkowski, et elle permet de calculer la durée de certains chemins de l'espace-temps, ceux dit de "genre temps" que sont les lignes d'univers d'objets de masse non nulle (elle permet aussi comme celle d'Euclide de calculer des longueurs pour d'autres types de chemins, ceux de "genre espace", qui ne sont pas des lignes d'univers). De cette métrique de Minkowski découle toute une géométrie, ayant des similitude avec celle d'Euclide, mais aussi des différences pas intuitives. Toute la relativité restreinte est contenue dans cette géométrie.

Entre deux évènements (lieu+date) donné, il y a plusieurs lignes d'univers possibles, chacune ayant une durée différente, tout comme entre deux points du plan euclidien il y a plusieurs lignes possibles, chacune ayant une longueur différente. Cependant parmi ces lignes d'univers, il y en a une plus longue (dont le parcours dure plus longtemps) que toutes les autres, celle qui correspond au mouvement rectiligne uniforme, alors que parmi toutes les lignes reliant deux points du plan euclidien, il y a une plus courte que toute les autres, le segment droit entre les deux points. C'est ça qui fait que le jumeau voyageur revient plus jeune : le sédentaire suit la ligne d'univers la plus longue possible entre les évènements de départ et d'arrivée de son frère. C'est comme l’inégalité triangulaire (la somme des longueurs de deux côtés d'un triangle est égale ou supérieure à la longueur du 3e coté), mais en genre temps cela fonctionne "à l'envers" (la somme des durées des deux côtés du triangle qui représentent l'aller et le retour du voyageur est égale ou inférieure à la durée du 3e côté qui représente l'attente du sédentaire entre le départ et l'arrivée de son frère).

Bref, tout ceci est en espace(-temps) plat. La courbure intervient à un autre niveau. Basiquement, la courbure, c'est la violation de l'axiome des parallèles (par un point extérieur à une droite ne passe qu'une et une seule parallèle à cette droite, étant entendu que deux parallèles ne se coupent jamais) qui est imposé dans la géométrie d'Euclide tout comme celle de Minkowski.

Voyons ce qui se passe dans un cas simple qui dérive de la géométrie euclidienne : la sphère. Si on considère les méridiens d'une sphère au niveau de l'équateur, ils ont l'air de droites parallèles : pour les suivre il suffit d'aller droit vers le nord (donc tout droit et dans la même direction, comme pour des droites parallèles), pourtant arrivés au pôle, ces méridiens se croisent. Dans le même genre, si je veux me déplacer de façon à rester tout le temps à la même distance de l'équateur, il m'est impossible d'aller tout droit sur la sphère, il faut que je tourne (d'autant plus que je suis loin de l'équateur) pour rester à distance (si je vais tout droit, je vais forcément croiser l'équateur). Autres bizarreries, les théorèmes habituels comme pythagore, ou la trigonométrie ne fonctionnent plus, ou du moins fonctionnent différemment. Il est par exemple possible d'avoir un triangle dont les 3 angles sont droits...
Les méridiens, l'équateur, et tous les autres "grands cercles" (ceux qui font le même diamètre que la sphère si on la regarde comme plongée dans l'espace 3D), sont ce qu'on appelle des géodésiques de la sphère. Les géodésiques sont en espace courbe l'équivalent de la ligne droite : ce sont elles que l'on suit si on va "tout droit" (c'est à dire qu'on ne tourne pas, si ce n'est autour de la sphère si on la considère comme plongée dans l'espace 3D). Dans le cas de la sphère, la courbure est positive et cela fait que deux géodésiques initialement parallèles vont converger l'une vers l'autre. La courbure peut être négative dans d'autre cas que la sphère, alors deux géodésiques initialement parallèles vont s'éloigner l'une de l'autre. La courbure peut aussi être différente suivant les paires de géodésiques considérée (mais il faut aller en 3 dimensions ou plus pour cela), deux géodésiques initialement parallèles vont se rapprocher, tandis que deux autres, initialement parallèles aussi vont s'éloigner. Cela s'encode dans un objet un peu compliqué au premier abord, le tenseur de courbure. On lui donne la direction que suit une géodésique, et la direction d'une ligne qui la joint à une seconde géodésique, et le tenseur nous indique comment ces deux géodésiques vont dévier.

[note : de façon surprenante, ce qui suit est déjà valable en mécanique newtonnienne, il suffit d'ajouter la métrique de Minkowski aux ingrédients pour que cela traite d'une théorie relativiste de la gravitation]
Dans le cas d'un espace-temps courbe, on a le même genre d'effet, si ce n'est que dans ce cas la géodésique coïncide avec le mouvement rectiligne uniforme, et plus concrètement au mouvement sans accélération propre (c'est à dire que si on attache un accéléromètre à un objet qui a ce type de mouvement, il indique constamment 0). Dans un espace-temps courbé, deux mouvements rectilignes uniformes initialement parallèles (immobilité relative) vont soit se rapprocher soit s'éloigner selon ce que dictera le tenseur de courbure. Physiquement, on verra deux objets initialement immobiles se rapprocher de plus en plus, comme attirés, ils vont accélérer l'un vers l'autre et cela alors que leurs accélérations propres demeureront nulles (ce qui ne serait pas le cas si ils s'attiraient par l'effet de la force électrique par exemple), ou alors s'éloigner de plus en plus, comme s'ils se repoussaient, toujours avec une accélération propre nulle.
C'est ce qu'on observe lorsque l'on lâche deux objets côte à côte dans le champ de gravitation d'un astre à peu près sphérique : si les objets partent vers le bas en même temps de la même altitude, mais de latitude-longitude différentes, ils vont se rapprocher, et si ils partent vers le bas en même temps des mêmes latitude et longitude, mais d'une altitude différente, ils vont s'éloigner. C'est ce qu'on appelle l'effet de marée, et il est caractéristique de la courbure de l'espace-temps. Si on souhaite que les deux objets ainsi lâchés restent à distance constante (par exemple on les relie par une barre rigide), alors l'accélération propre de ces objets ne sera plus nulle, ils subiront ce qu'on appelle des forces de marée.
Le tenseur de courbure est pour partie contraint par le contenu en matière. Chez Newton, la densité de matière impose une composante du tenseur de Ricci (qui est en quelque sorte un "morceau" du tenseur de courbure). Dans le cas particulier de la relativité générale, c'est ce que dit l'équation d'Einstein en égalant (à une constante près) le tenseur d'Einstein (qui est une autre sorte de "morceau" du tenseur de courbure) et le tenseur énergie-impulsion (un objet qui résume les densités et les flux d'énergie et de quantité de mouvement). L'autre partie du tenseur de courbure n'est pas contraint par le contenu en matière, mais par les conditions aux limites.
La matière va donc impliquer une courbure, qui va impliquer certaines géodésiques, qui vont impliquer des trajectoires de chutes libres ou des trajectoires orbitales bien particulières et rendre compte du phénomène de gravitation.

m@ch3

[mach3]

Lorsque je dit qu'il y a un temps réel universel, et un temps relatif, ou bien "ressenti", qui s'écoule plus ou moins vite selon si on est proche d'une masse suffisamment importante pour courber l'ensemble espace temps, vous n'êtes pas d'accord ?

non, pas d'accord car il n'existe aucun "temps réel universel", mais il est trop tard pour un développement sur le sujet...

m@ch3

[Rasc]

Ok je comprends, mais je pense que je me suis mal exprimé car tout ce que vous dites dans votre long message est parfaitement cohérent avec ce que j'essaie d'expliquer avec l'image de la vis sans fin.
Ce que vous dites n'est pas contradictoire avec ma visualisation de l'espace temps. Je pense qu'il faudrait que je conçoive une animation en 3d pour mieux expliquer... Je vais en faire une ce sera simple.
J'ai l'impression qu'on ne parle pas la même langue et que je n'ai pas la bonne maîtrise de la langue scientifique pour expliquer clairement ce que je veux dire.
Merci beaucoup pour ces réponses en tout cas.

[mach3]

Ok je comprends, mais je pense que je me suis mal exprimé car tout ce que vous dites dans votre long message est parfaitement cohérent avec ce que j'essaie d'expliquer avec l'image de la vis sans fin.

Non, aucune chance. Ne perdez pas votre temps à faire un dessin pour votre histoire de vis sans fin, essayez plutôt d'aller lire les nombreux autres fils sur le sujet de la relativité dans ce forum. Je repasserais plus tard.

m@ch3

[Rasc]

Dites vous qu'il y ait une infime chance que si vous comprenez ce que je cherche à dire, cela puisse être cohérent, ma vis sans fin n'est qu'une image pour aider à la visualisation de ce que je dis, je ne dis pas que c'est le temps. Ce serait comme de dire qu'aucune carte marine n'est valable car elle ne prend pas en compte la houle ni les mouvements tectoniques...

[Deedee81]

Dites vous qu'il y ait une infime chance que si vous comprenez ce que je cherche à dire, cela puisse être cohérent, ma vis sans fin n'est qu'une image pour aider à la visualisation de ce que je dis, je ne dis pas que c'est le temps. Ce serait comme de dire qu'aucune carte marine n'est valable car elle ne prend pas en compte la houle ni les mouvements tectoniques...

Salut,

C'est image de vis sans fin est fausse ou au mieux tellement imagée qu'elle en est inutilisable. Tout analogie doit reposer sur des raisons physiques voire mathématiques qui la valide.

Donc je suis désolé de le dire mais non, tu n'as absolument aucune chance que cela puisse être cohérent.

Il n'y a que trois conseils possibles là :
- où tu attends des explications plus précises/détaillées (désolé, je manque de temps aussi)
- où tu vas voir les très nombreuses discussions sur relativité restreinte, générale et trou noir. Comme mach3 te l'a conseillé.
- où tu ouvres un cours de relativité (c'est pas ce qui manque mais évite la vulgarisation : la majorité est mauvaise. Et quand on ne maitrise pas on est incapable de s'en rendre compte. L'histoire de la feuille déformée par une boule, si souvent montrée, est un des pires trucs qu'on peut voir, ça m'a déjà souvent énervé, car ça induit tout le monde en erreur Méfie-toi)

EDIT comme je dis souvent : la physique c'est passionnant. Et la physique c'est deux choses : des maths et la paillasse. Et quand on est passionné, un livre de cours, un vrai, bourré de math, ça se déguste comme un roman. Aucune excuse de ne pas faire l'effort d'apprendre. Ou alors on expérimente dans son garage (ce que faisait Faraday : c'était une buse en math). Mais avec les trous noirs c'est un peu difficile

[Rasc]

Merci pour votre réponse, pour l'image de la vis sans fin, je dois l'expliquer autrement mais c'est pour illustrer le mouvement... Autrement imaginé, un saucisson dont le centre a attiré les morceaux durs, et la peau est constitué des particules les plus intimes. Une tranche de ce saucisson représente l'ensemble des éléments du référentiel à un instant t...
Ne hurlez pas s'il vous plaît ...

[Mailou75]

L'histoire de la feuille déformée par une boule, si souvent montrée, est un des pires trucs qu'on peut voir (...)

Ce n’est pas totalement absurde, ça reste la forme de la «fonction temps» suivant le rayon aréal r.

- A l’infini, asymptotiquement, l’observateur compte 1seconde par seconde.
- Au raccord des courbures négative/positive on se trouve à la limite exterieur/interieur. Un observateur (immobile) à la surface de l’astre compte 1s-X par seconde (d’obs a l’infini)
- Au centre de la cuvette, un observateur au centre de l’astre compte 1s-Y par seconde. Pour une densité homogène, on trouve que Y=3.X/2

Il faut juste savoir la lire et ne pas la confondre avec la «courbure de l’espace temps»

[Gilgamesh]

Dites vous qu'il y ait une infime chance que si vous comprenez ce que je cherche à dire, cela puisse être cohérent, ma vis sans fin n'est qu'une image pour aider à la visualisation de ce que je dis, je ne dis pas que c'est le temps. Ce serait comme de dire qu'aucune carte marine n'est valable car elle ne prend pas en compte la houle ni les mouvements tectoniques...

Non, ton image se base sur l'idée d'un "temps réel" (l'axe de la vis sans fin) "qu'on ressent plus ou moins", c'est une intuition très commune, presque invincible, mille fois rebattue sur ce forum, et qui n'a aucune chance d'être correcte. Il va falloir pour commencer t'en débarrasser complètement. Vide complètement ton esprit et attaque toi à comprendre ce que c'est qu'un espace-temps de Minkowski et ce que c'est qu'une ligne d'univers dans cet espace, en relativité restreinte. Tu verras c'est très joli et pas très compliqué au plan mathématique (c'est des maths de terminale). Laisse complètement de côté pour commencer l'effet de la gravitation.

Bon mais ça demande d'y consacrer un peu de temps quand même, faut pas se leurrer. Je peux te conseiller ce cours en ligne qui est très bien (~ 15h de cours) :

Cours de relativité restreinte

Merci pour votre réponse, pour l'image de la vis sans fin, je dois l'expliquer autrement mais c'est pour illustrer le mouvement... Autrement imaginé, un saucisson dont le centre a attiré les morceaux durs, et la peau est constitué des particules les plus intimes. Une tranche de ce saucisson représente l'ensemble des éléments du référentiel à un instant t...
Ne hurlez pas s'il vous plaît ...

On ne hurle pas mais on te demande fermement de ne pas insister, sinon on écrit en vert et on clôt le fil.

[Deedee81]

Il faut juste savoir la lire

C'est là le problème

Le mode d'emploi est (très) rarement donné.
(exception : dans le MTW où c'est calculé comme potentiel gravitationnel.... mais le MTW n'est sûrement pas un bouquin de vulgarisation )
Et donc chaque fois qu'il y a ça dans des vulgarisations on voit arriver des profanes qui ont tout compris de travers. A force ça devient lassant.
A quand un Ig-Nobel attribué aux vulgarisations de mer.... ?

il faut pour commencer que tu te débarrasses

Le plus dur en science : désapprendre (les connaissances approximatives déjà engrangées, les préjugés, les fausses idées)
Ca me rappelle mon cours de chimie physique, modèle de Bohr et tout ce qui va avec, plusieurs cessions de cours et à la fin "ce modèle est faux"
Plusieurs ont râlé mais ils ont compris après qu'il valait mieux passer par là avant d'attaquer les espaces de Hilbert, les équations aux dérivées partielles et tout ça.

Quand mon monte au premier par les escaliers, même si l'objectif est d'arriver à l'étage, les marches intermédiaires ne sont pas inutiles, si on en rate, on se casse la gu....
(et oui, voilà, pour les images et analogies c'est à moi qu'il faut faire appel, je suis le roi )

C'est aussi un point délicat : l'enthousiasme pousse à brûler les étapes et là on s'embourbe en comprenant tout de travers. Faut alors avoir le courage de se dire "hop, marche arrière, j'ai quelques trucs à voir avant". On est certainement presque tous passé par là (*). Apprendre la physique est une fabuleuse gymnastique de l'esprit et une belle leçon d'humilité (car c'est là qu'on se rend compte qu'on a difficile )

(*) Surtout quand on a de la formation au moins en partie auto-didacte. C'est le cas d'une partie d'entre-nous. C'est mon cas (les cours d'ingénieur civil s'arrêtant à peu de chose près à la MQ et la RR, vus de manière très pragmatique, faut bien pouvoir calculer les spectres de bande des semi-conducteurs et un survol à très haute altitude de la RG et de la théorie quantique des champs.... et la cosmologie faut même pas rêver)

[Rasc]

Bonjour et merci pour vos réponses.
Pour l'histoire de la vis sans fin, j'essayais de décrire un mouvement hélicoïdal autour d'un axe.
Je vais mettre de côté cet aspect de mon raisonnement.
Personne ne m'a rien dit concernant les trous noir alors je pose une question :
Est-il possible qu'un objet ait une masse suffisamment importante pour suffisamment courber l'ensemble espace temps jusqu'à devenir furtif ?
Dans le sens où les rayonnements ou émissions d'ondes de la part de l'objet en question verraient leurs longueurs d'onde se modifier en s'éloignant.

[Rasc]

Ah oui et j'oubliais, je n'ai matériellement pas le temps de passer par les cours de physique etc... J'ai une vie bien remplie par mon bateau, mais le weekend dernier j'ai eu vraiment un temps ( oups... Une météo) de merde et je me suis mis à cogiter à propos de l'espace temps et des trous noirs, d'où ma venue sur ce forum.
Merci beaucoup à vous tous.

[Deedee81]

Est-il possible qu'un objet ait une masse suffisamment importante pour suffisamment courber l'ensemble espace temps jusqu'à devenir furtif ?
Dans le sens où les rayonnements ou émissions d'ondes de la part de l'objet en question verraient leurs longueurs d'onde se modifier en s'éloignant.

Non, la formation du trou noir est un ... non retour. Et outre son aspect "furtif" visuel il provoquerait des débats gigantesques (la planète serait vite détruite, sauf s'il est très loin évidemment, mais les images d'arrière plan elles seraient très déformées, c'est d'ailleurs comme ça qu'on a estimé le nombre de MACHOs (massives compacts objects)).

L'objet serait condamné (pas très pratique ).

C'est rien pour l'étude de la physique, tu peux remettre ça au beau temps et y aller par petite touche

[Rasc]

Merci pour votre réponse mais, je crois que vous ne répondez pas à ma question. Vous parlez directement de trou noir, de non retour alors que je parle d'un objet.
Est-il possible qu'un objet, à force d'accumulation de masse et / ou d'énergie, en obtienne suffisamment pour devenir furtif dans le sens où les rayonnements et réflexions d'ondes soient tellement transformées (longueur d'onde) qu'elles ne soient plus détectables à partir d'une certaine distance ?

[jacknicklaus]

Bonjour, la réponse est non. On ne fabrique pas une cape d'invisibilité comme çà.

Tout ce que peut finir par faire un objet "qui accumule de la masse" pour reprendre ta question, c'est de devenir un trou noir. C'est pour celà qu'on t'en parle ! Pour devenir un trou noir, il suffit que suffisamment de masse soit entièrement contenue (effondrée) à l'intérieur d'une sphère théorique, dont le rayon dépend de cette masse. Et un trou noir, c'est tout sauf furtif. Même s'il ne rayonne pas (je simplifie) la déformation qu'il occasionne aux trajectoires de photons passant à son voisinage le rend tout à fait détectable. Enfin, s'il est en phase d’accumulation de masse par accrétion de matière, la masse absorbée dégage une énergie colossale dans ce processus. Ce processus non plus n'est pas du tout "furtif".

[Rasc]

Merci pour votre réponse, quand vous dites "non on ne créer pas une cape d'invisibilité comme ça", avez vous une preuve mathématique pour conforter votre réponse ?
J'ai cru comprendre que les théories perso ne sont pas les bienvenus sur ce forum...
Je ne parle pas de trou noir dans ma question, je ne demande pas comment en fabriquer un ou comment il se comporte.
Merci

[jacknicklaus]

Merci pour votre réponse, quand vous dites "non on ne créer pas une cape d'invisibilité comme ça", avez vous une preuve mathématique pour conforter votre réponse ?

Lisez donc le paragraphe qui suit l'extrait que vous citez. Je n'ai ni l'envie ni le temps ni la capacité à me substituer à un apprentissage de la physique, qui vous permettra de "vous conforter" dans ma réponse. En particulier, les cours en ligne de Richard Taillet hébergés par l'université de Grenoble sont remarquables. Je pense que c'est ce qui vous manque pour comprendre que les autres interlocuteurs que vous avez eus sur ce post, et moi même, avons bel et bien répondu à votre question même si vous n'en êtes pas satisfaits.

[Gilgamesh]

Bonjour et merci pour vos réponses.
Pour l'histoire de la vis sans fin, j'essayais de décrire un mouvement hélicoïdal autour d'un axe.
Je vais mettre de côté cet aspect de mon raisonnement.
Personne ne m'a rien dit concernant les trous noir alors je pose une question :
Est-il possible qu'un objet ait une masse suffisamment importante pour suffisamment courber l'ensemble espace temps jusqu'à devenir furtif ?
Dans le sens où les rayonnements ou émissions d'ondes de la part de l'objet en question verraient leurs longueurs d'onde se modifier en s'éloignant.

Donc on prend une sphère de rayon R et de masse M par exemple, dont la surface émet un rayonnement de fréquence ꞷ₀ et on se demande comment ce rayonnement sera perçu pour un observateur lointain, c'est bien ça ?

Si c'est bien ça, alors la fréquence ꞷ perçu par l'observateur lointain (strictement parlant, à l'infini) sera

ꞷ = ꞷ₀(1- GM/Rc²)

avec :
G la cte de gravitation
c la vitesse de la lumière

GM/Rc² étant une quantité positive, la quantité entre parenthèse est inférieur a 1 donc ꞷ < ꞷ₀ : la fréquence observée est inférieure à la fréquence émise, cela correspond à une perte d'énergie du rayonnement, l'objet est "rougie", c'est le redshift gravitationnel ou décalage d'Einstein.

Si R = GM/c², la quantité entre parenthèse s'annule => ꞷ = 0, l'objet est redshifté à l'infini, il n'émet plus de lumière (ou plus exactement la lumière qu'il émet ne parvient plus à l'observateur extérieur) et tu as un trou noir.

[Rasc]

Merci infiniment !!
Et du coup, c'est une illusion le trou noir ainsi formé, n'est-ce pas ?

[mach3]

Merci infiniment !!
Et du coup, c'est une illusion le trou noir ainsi formé, n'est-ce pas ?

non, c'est un trou noir. Toute sphère de masse M dont le rayon est réduit jusqu'à être égal à 2GM/c² (le rayon de Schwarzschild) est un trou noir.

m@ch3

[mach3]

Si c'est bien ça, alors la fréquence ꞷ perçu par l'observateur lointain (strictement parlant, à l'infini) sera

ꞷ = ꞷ₀(1- GM/Rc²)

attention ça c'est une approximation en champ faible via un developpement limité, la formule exacte est :



donc la fréquence reçue tend vers 0 quand r tend vers 2GM/c² et non GM/c²

m@ch3

[Rasc]

Du coup c'est 2x plus rapide. Merci.
Et si j'ai bien compris, si on s'approcherait de ce fameux trou noir ainsi formé, on commencerait à voir une lumière rouge apparaître, on commencerait à détecter des signaux, et plus on se rapprocherait, plus la lumière changerait de couleur jusqu'à ce qu'on se crash, et / ou qu'on finisse par se faire absorber par la l'objet devenu de manière illusoire un trou noir.
N'est-ce pas ?

[Rasc]

Et bien sûr que c'est un trou noir, les études sur le rayon de Schwarzschild le confirme ! Mais c'est une illusion liée à la distance...

[Rasc]

Ce n'est pas le rayon qui est réduit mais la masse qui augmente

[mach3]

l'objet devenu de manière illusoire un trou noir.

Cela va devenir agaçant. Ce n'est pas illusoire, c'est un vrai trou noir. Un objet dont la taille est inférieure à son rayon de Schwarzschild possède un horizon des évènements et est un trou noir par définition. Et cela ne change rien que ce soit le rayon qui chute alors que la masse est constante, ou la masse qui augmente alors que le rayon est fixe, à un moment donné on aura r<2GM/c².

Un horizon des évènements est tel que les lignes d'univers ne peuvent le traverser que dans un seul sens : ce qui rentre ne ressort jamais. Mais ce n'est pas cela qui est très spécial en soi : on peut trouver une infinité de régions de l'espace-temps dans lesquelles des lignes d'univers peuvent entrer mais pas ressortir (ça s'appelle un cône de lumière futur). La particularité de la région de l'espace-temps enfermée derrière l'horizon des évènements, c'est que la courbure de l'espace-temps augmente et diverge en un temps fini le long des lignes d'univers qui la parcourent. Cette divergence est ce qu'on appelle la singularité. Il s'agit d'un futur funeste et inévitable pour tout objet qui franchit l'horizon des évènements.

Et si j'ai bien compris, si on s'approcherait de ce fameux trou noir ainsi formé, on commencerait à voir une lumière rouge apparaître, on commencerait à détecter des signaux, et plus on se rapprocherait, plus la lumière changerait de couleur jusqu'à ce qu'on se crash, et / ou qu'on finisse par se faire absorber

non, c'est compris à l'envers. Si on regarde de loin un objet tomber vers un trou noir, on va le voir ralentir et rougir de plus en plus (la valeur de r à laquelle se trouve l'objet diminue de plus en plus, tendant vers 2GM/c²). L'objet disparait à notre vue avant de passer l'horizon, passage de l'horizon qui si il pouvait être vu ne le serait qu'au bout d'une durée arbitrairement longue (l'effet Einstein diverge).

m@ch3