Jamais rien ne tomba dans un trou noir ?

[OllivierBreme]

Bonjour, je souhaiterai savoir si certaines des assertions suivantes sont correctes*:
1) Pour un observateur «*à distance*» d’un trou noir, tout objet tombant vers le trou noir mettra un temps infini pour atteindre l’horizon des événements de ce trou noir. On pourrait ainsi affirmer que jamais rien ne traversa l’horizon d’un trou noir.
2) Est-ce valide aussi si l’objet tombant est un photon*?
3) Un observateur tombant vers un trou noir voit l’univers «*au-dessus*» de lui vieillir de plus en plus vite, …
4) … et au moment de traverser l’horizon des événements il voit «*la fin des temps*» de l’univers hors du trou noir.
5) Mais que voit-il de l’univers extérieur une fois franchit l’horizon*?
6) Puisque pour un observateur extérieur un objet tombant vers le trou noir n’atteint jamais l’horizon des événements, il est toujours temps pour l’observateur d’aller récupérer l’objet avant qu’il ne franchisse l’horizon.
7) Un trou noir accroît sa masse non pas en son centre mais en surface de son horizon.

Merci d'avance.
-----

[Garion]

Sauf erreur, et qu'on me reprenne si je me trompe :

1) Pour un observateur «*à distance*» d’un trou noir, tout objet tombant vers le trou noir mettra un temps infini pour atteindre l’horizon des événements de ce trou noir. On pourrait ainsi affirmer que jamais rien ne traversa l’horizon d’un trou noir.
Non, c'est juste que l'image ne nous arrive jamais.

2) Est-ce valide aussi si l’objet tombant est un photon*?
Oui.

3) Un observateur tombant vers un trou noir voit l’univers «*au-dessus*» de lui vieillir de plus en plus vite, …
Je ne me prononce pas.

4) … et au moment de traverser l’horizon des événements il voit «*la fin des temps*» de l’univers hors du trou noir.
A priori non, juste une tâche très blanche derrière lui qui correspond à ce qui rentre dans le trou noir.

5) Mais que voit-il de l’univers extérieur une fois franchit l’horizon*?
Tout ce qui rentre, donc à priori tout, mais c'est très concentré.

6) Puisque pour un observateur extérieur un objet tombant vers le trou noir n’atteint jamais l’horizon des événements, il est toujours temps pour l’observateur d’aller récupérer l’objet avant qu’il ne franchisse l’horizon.
Non, c'est juste l'image qui ne parvient pas l'observateur extérieur, mais en réalité, le passage d'horizon a bien lieu.

7) Un trou noir accroît sa masse non pas en son centre mais en surface de son horizon.
Ne pas confondre ce qu'on voit et ce qui se passe. A priori toute la masse se concentre dans la singularité centrale en un temps fini.

Que Gilgamesh ou Deedee, ou d'autres encore me corrigent si je me trompe.

[mach3]

Il faut s'intéresser au diagramme de Kruskal-Szekeres ou au diagramme de Penrose pour mieux comprendre ce qui se passe.
Ces diagrammes montrent qu'en approchant l'horizon, et même entre l'horizon et la singularité, un voyageur imprudent ne verra pas la fin des temps. Certes les événements qu'il perçoit ont une "date" arbitrairement grande, voire non définie si ils se produisent sur l'horizon voire après, mais pour tout ceux qui se produisent à l'extérieur, avant l'horizon, la date est finie.
Ils montrent également qu'au delà d'un certain "délai", il est impossible d'aller repêcher quelque chose qui tombe dans un trou noir avant qu'il ne franchisse l'horizon. Pire au delà d'un "délai" supplémentaire il est même impossible de rattraper cette chose avant la singularité.

m@ch3

[OllivierBreme]

Merci beaucoup pour vos réponses.
Je vais voir si j'arrive à digérer ces digrammes de Kruskal-Szekeres et de Penrose.

Ollivier

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pio2001]

Sauf erreur, et qu'on me reprenne si je me trompe :

1) Pour un observateur «*à distance*» d’un trou noir, tout objet tombant vers le trou noir mettra un temps infini pour atteindre l’horizon des événements de ce trou noir. On pourrait ainsi affirmer que jamais rien ne traversa l’horizon d’un trou noir.
Non, c'est juste que l'image ne nous arrive jamais.

Oui, mais pas seulement. Dans le cas d'un voyageur qui décide de résister à l'attraction du trou noir et de faire demi-tour, lorsqu'il revient, il est réellement plus jeune que nous. Ce n'est pas qu'un effet d'optique.

4) … et au moment de traverser l’horizon des événements il voit «*la fin des temps*» de l’univers hors du trou noir.
A priori non, juste une tâche très blanche derrière lui qui correspond à ce qui rentre dans le trou noir.

En effet, il ne voit pas la fin de temps. Ce qu'il voit est limité à une certaine date.

Un détail : s'il se laisse tomber, il ne voit pas une tache derrière lui, mais un anneau autour de lui.
Il y a une erreur dans le montage du documentaire avec Alain Riazuelo qui montre les simulations de ce qu'on voit dans les différents cas de figure : https://www.youtube.com/watch?v=jw76cnyUAWY
A 31:50 Alain dit "on verrait un peu ce qu'aurait vu notre astronaute au bout de son élastique", et là, au montage, la séquence montrant la simulation de ce que voit un voyageur retenu par un treuil a été insérée, or ce n'est pas la bonne séquence. On est en train de parler du voyageur qui se laisse tomber, pas de celui qui est retenu par un treuil ou un élastique. Ce que voit le voyageur qui se laisse tomber est montré à partir de 32:28.

5) Mais que voit-il de l’univers extérieur une fois franchit l’horizon*?
Tout ce qui rentre, donc à priori tout, mais c'est très concentré.

Exact : tout, c'est-à-dire les étoiles, la voie lactée etc.

6) Puisque pour un observateur extérieur un objet tombant vers le trou noir n’atteint jamais l’horizon des événements, il est toujours temps pour l’observateur d’aller récupérer l’objet avant qu’il ne franchisse l’horizon.
Non, c'est juste l'image qui ne parvient pas l'observateur extérieur, mais en réalité, le passage d'horizon a bien lieu.

Il y a deux cas de figure.

Si le voyageur se laisse tomber, il n'est pas possible de le rattraper. Si on s'approche nous-mêmes, son image fuit devant nous, jusqu'au point où on franchit l'horizon nous-mêmes. On le voit alors franchir l'horizon lui aussi, mais on ne l'a toujours pas rattrapé.
Cela paraît paradoxal d'être au même endroit que lui et de le voir "au loin", mais c'est dû au fait que l'horizon n'est pas un "endroit" au sens usuel du terme. C'est en quelque sorte un lieu qui se déplace à la vitesse de la lumière en fuyant le trou noir, mais l'attraction du trou noir est telle que la lumière elle-même semble faire du sur-place si on représente les distances dans nos coordonnées usuelles.

Second cas de figure, le voyageur s'arrête au dernier moment pour se laisser rattraper. Il doit alors employer des rétro-fusées d'une telle puissance que l'accélération le réduirait en bouillie. Mais si on suppose qu'il y survit, il peut s'approcher aussi près qu'il le souhaite de l'horizon sans le franchir, subissant ainsi un décalage temporel arbitrairement grand par rapport à l'extérieur.
Plus il s'arrête près de l'horizon, et plus on pourra attendre longtemps avant d'aller le chercher. Un milliard d'années par exemple. Il sera alors resté jeune.
Cette accélération monstrueuse est la cause du décalage temporel. C'est également durant cette phase de demi-tour ultra-violente (alors qu'il ne sentirait rien d'autre qu'une banale spaghettification qui le désintégrerait en douceur s'il se laissait tomber) qu'il verrait un milliard d'année d'histoire défiler sous ses yeux, en étant au passage grillé par un rayonnement des milliards de fois plus intense que celui que nous recevons normalement en provenance de l'espace.

7) Un trou noir accroît sa masse non pas en son centre mais en surface de son horizon.
Ne pas confondre ce qu'on voit et ce qui se passe. A priori toute la masse se concentre dans la singularité centrale en un temps fini.

Vous avez tous les deux raison. La masse pénètre à l'intérieur du trou noir, mais pour un observateur extérieur, tout se passe comme si la surface seule évoluait.

[Mailou75]

Petites précisions

3) Un observateur tombant vers un trou noir voit l’univers «au-dessus» de lui vieillir de plus en plus vite, …

Non, idée reçue... Seuls ceux qui sont immobiles voient ce qui se trouve au dessus d'eux blueshité. Celui qui chute, par exemple depuis trèèès loin, voit ce qui est au dessus de lui redshifté (donc ralenti), dans une proportion qui vaut "effet Doppler / facteur de Lorentz" (pour une vitesse de chute locale β) cad un shift, pour des objets lointains, qui vaut exactement :



La seule chose qui pourrait être blueshiftée pour le voyageur en chute libre est ce qu'il croisera (immobile et devant lui) entre son point de départ et l'horizon. D'autres voyageurs, au dessus ou en dessous, seraient eux aussi vus redshiftés.

4) … et au moment de traverser l’horizon des événements il voit «la fin des temps» de l’univers hors du trou noir.

Non, conformément à la correction ci-dessus. Au contraire, il en apprend moins que si il était resté dehors

5) Mais que voit-il de l’univers extérieur une fois franchit l’horizon ?

La même chose qu'un observateur extérieur. Une fois passé l'horizon, le redshift va continuer d'augmenter (environ doubler entre l'horizon et la singularité, grosse louche). La limite de ce qu'il apprend est liée au shift et sa durée de vie finie. L'opacité est à sens unique.

NB : Mes réponses traitent uniquement des rayons lumineux radiaux.

[Pio2001]

La seule chose qui pourrait être blueshiftée pour le voyageur en chute libre est ce qu'il croisera (immobile et devant lui) entre son point de départ et l'horizon. D'autres voyageurs, au dessus ou en dessous, seraient eux aussi vus redshiftés.

Merci pour la précision.
Traduction en termes non techniques : blueshfté signifie accéléré, et redshifté signifie ralenti.

Le voyageur en chute libre voit donc l'univers évoluer au ralenti derrière lui (et ce même univers le voit tomber lui aussi au ralenti, c'est réciproque). Il n'y a pas de contradiction tant que tout le monde s'éloigne de tout le monde.

D'ailleurs, on aurait pu se douter que le voyageur voyait au ralenti l'univers derrière lui et les voyageurs devant lui à cause de la spaghettification : tout ce qui est devant ou derrière s'éloigne irrésistiblement de lui.
Par contre, s'il est contracté par le côté, les images qui lui viennent par le côté pourraient bien être accélérées. Cela colle avec la simulation d'Alain Riazuelo : le voyageur voit une partie de l'univers redshiftée (l'arrière) et une partie blueshiftée (sur les côtés).
Par contre, je ne sais pas s'il voit des copies de la même image en version redshiftée et en version blueshiftée.

[Mailou75]

Salut,

Le voyageur en chute libre voit donc l'univers évoluer au ralenti derrière lui (et ce même univers le voit tomber lui aussi au ralenti, c'est réciproque)

Non, pas "réciproque" au sens de la RR :
- En RR si tu vois un voyageur s'éloigner de toi avec un redshift z+1 alors lui te verra réciproquement avec le même redshift
- En RG si un observateur éloigné voit un immobile en R avec un redshift (z+1)_R alors l'immobile en R verra l'observateur éloigné avec un blueshift 1/(z+1)_R (cad inverse)

Il se trouve que pour une vitesse de chute depuis l'infini B en R, le Y (facteur de Lorentz) vaut exactement le (z+1)_R gravitationnel, donc :
- Un observateur éloigné voit un voyageur en chute libre parti de l'infini avec un redshift z+1 * (z+1)_R soit (z+1)*Y
- Le voyageur en R voit l'observateur éloigné avec un shift (red) valant z+1 / (z+1)_R soit (z+1)/Y, c'est la formule que j'ai donnée et le sens de "Doppler/Lorentz"

D'ailleurs, on aurait pu se douter que [...]

Mwai, en RG faut éviter l'intuition, on tombe rarement juste... Exemple : un chuteur au dessus de toi sera redshifté par son éloignement (spaghettification) mais blueshifté par l'inverse du "redshift gravtationnel", rien n'indique a priori que le produit sera >1 donc red !

Par contre, s'il est contracté par le côté, les images qui lui viennent par le côté pourraient bien être accélérées.

Y'a de la logique mais je me méfie de la logique ! Pas encore traité autre chose que le cas radial, c'est au programme mais je ne dispose pas du temps d'immersion nécessaire pour m'y plonger, snif...

A+

[OllivierBreme]

Bon, et bien y a du lourd sur ce forum. Va falloir que je me mette à niveau.
Merci encore à tous pour vos corrections éclairantes.

Effectivement je ne prenais en compte que le champs de gravité pour m’imaginer les effets temporels, en ignorant les effets de la vitesse de chute. Ok, à méditer pour moi.

Donc, si j’ai bien compris, pour celui qui tombe, ceux qui «*restent suspendus*» vieillissent plus lentement. Correct*?

Par contre J’avais dans l’idée que redshift ou blueshift ne sont pas des marqueurs d’une différence temporelle*: c’est le cas si cela est dû à une montée ou descente de champs gravitationnel (ou accélération), mais pas si cela est dû à une différence de vitesse (effet Doppler).
Par exemple un premier observateur chute sur un second plus bas. Celui du bas à une source lumineuse. Au départ celui du haut voit la lumière décalée vers le rouge dû à la différence temporelle, puis en prenant de la vitesse dans sa chute l’effet Doppler pourrait lui faire voir la lumière même décalée vers le bleu alors qu’il continu à voir l’observateur du bas vieillir plus lentement. Correct*?

[OllivierBreme]

J'ai oublié un détail important : "... un premier observateur chute sur un second immobile plus bas ..."

[Mailou75]

Bon, et bien y a du lourd sur ce forum.

Oui, mais ne me compte pas dedans

Donc, si j’ai bien compris, pour celui qui tombe, ceux qui «restent suspendus» vieillissent plus lentement. Correct?

En apparence oui, le shift est une affaire de perception à distance.

Par contre J’avais dans l’idée que redshift ou blueshift ne sont pas des marqueurs d’une différence temporelle

Le shift est la "vitesse + couleur" à laquelle tu reçois un film émis à "vitesse 1".
Redshift >1 = ralenti + longueurs d'ondes décalées vers le rouge
Blueshift <1 = accéléré + longueurs d'ondes décalées vers le bleu

La différence temporelle réelle ne peut être mesurée que quand deux observateurs peuvent comparer localement leurs horloges.

Dans le cas du shift gravitationnel l'effet exact est aussi visuel :
- si l'observateur B en haut de l'échelle voit celui en bas A avec un redshift = 2 alors quand ils comparent leur horloges celle de A indique une durée deux fois plus longue que B
- si l'observateur A en bas de l'échelle voit celui en haut B avec un blueshift = 1/2 alors quand ils comparent leur horloges celle de B indique une durée deux fois plus courte que A

Par exemple un premier observateur chute sur un second [immobile] plus bas. Celui du bas à une source lumineuse. Au départ celui du haut voit la lumière décalée vers le rouge dû à la différence temporelle, puis en prenant de la vitesse dans sa chute l’effet Doppler pourrait lui faire voir la lumière même décalée vers le bleu

Tout à fait, avec un passage par une vision "normale". Au départ (immobile) seul le redshift gravitationnel comptera et arrivé à hauteur de l’immobile, seul le Doppler comptera. Entre les deux, il suffit de multiplier les facteurs Shift total = shift gravitationnel (différence d'altitude) * shift Doppler (vitesse locale) c'est ce qu'indiquent mes calculs précédents.

alors qu’il continu à voir l’observateur du bas vieillir plus lentement. Correct?

Non, il "voit" le shift (vitesse du film) !
Chacun vieillit à vitesse normale, le temps propre de chacun sur sa montre est "normal". Oui au début ça fait mal au crâne toutes ces "contradictions" mais ça finit par rentrer tkt

[OllivierBreme]

Après cet échange, je me lance le défi de pouvoir faire les calculs pour la situation suivante :

Pour fêter leurs retrouvailles les jumeaux de Langevin décident de faire du trampoline au bord d'un trou noir.
Ils disposent un trampoline arbitrairement proche de l'horizon d'un trou noir en sorte que la toile même tendu ne puisse que frôler l'horizon sans l’atteindre.
Bien sûr, il s'agit d'un trampoline parfait qui restitue intégralement, au moment du rebond, sa vitesse au plongeur.
Au dessus du trampoline se trouve un plongeoir d'où les jumeaux feront leur expérience.
Alphonse, le plus jeune des deux (puisqu'il était dans la fusée), sautera vers le trampoline, Barnabé restera sur le plongeoir.
Avant qu'Alphonse ne fonce vers le trampoline, les deux frères synchronisent leurs montres.
Question : Alphonse remontera-t-il jusqu'à Barnabé, et si oui qu'indiquerons leurs montres respectives ?

Je ramasse les copies dans 2 heures (durée locale au trampoline bien sûr).

[Mailou75]

Salut,

Si tu te lances ce défi à toi même alors ce sera à toi de faire les calculs, je te donne des grooos indices :

1/ Si ils comparent des montres, inutile que ce soient des jumeaux

2/ Si le trampoline est "idéal" alors bien sur que le jumeaux remontera jusqu'à son point de départ (à la même vitesse que celle de départ, qu'on supposera nulle)

3/ Pour calculer le temps (propre) de trajet de celui qui saute tu n'as pas besoin de RG en fait, Newton suffit*

avec où R_max est l'altitude de départ

Avec le rayon du trou noir où G est la constante gravitationnelle et M la masse du trou noir

4/ Pour calculer le temps (coordonnée) de trajet pour un observateur éloigné, il faudra utiliser la formule suivante (cette fois c'est de la RG) :

avec

Et l'observateur resté sur le plongeoir mesurera seulement en temps propre

5/ Tu décideras de la valeur de r minimum qui est l'altitude de ton trampoline et tu multiplieras les durées par deux pour avoir l'aller retour !

Bon courage, fais gaffe aux unités

* tant qu'on ne cherche pas à savoir quelle est la distance propre réellement parcourue, hors sujet pour ton problème...

[OllivierBreme]

Merci pour ta réponse et désolé pour le long silence, j'avais entrepris de tout calculer, symboles de Christoffel, équation des géodésiques, mais je suis resté planté à ce stade.
Difficile de trouver une démonstration complète en ligne.
En fait même avec Newton l'équation est franchement indigeste, j'ai pas trouvé de primitive buvable pour cette racine carrée de fraction sqrt(r/(Rmax -r)).

Donc tes indications sont vraiment bienvenues.

Une question au sujet de ta note:
Il n'est pas clair pour moi ce que représente le r dans les deux formules.
Est-ce la longueur du chemin propre parcouru ou la variable de la solution de Schwarzschild ?

[Mailou75]

Salut,

Il n'est pas clair pour moi ce que représente le r dans les deux formules.
Est-ce la longueur du chemin propre parcouru ou la variable de la solution de Schwarzschild ?

Deuxième réponse
En termes physiques c’est aussi le rayon areal cad la valeur du rayon de la sphère centrée sur le trou noir dont la surface (propre) est 4.pi.r^2. Mais la distance propre entre cette sphère et le centre n’est pas r, d’ailleurs en dessous de Rs on ne peut plus parler de distance du tout le long de l’axe r.
Si tu veux la valeur des longueurs propres le long de l’axe r je te la retrouverai.

[Nickelange]

Il faut s'intéresser au diagramme de Kruskal-Szekeres ou au diagramme de Penrose pour mieux comprendre ce qui se passe.
Ces diagrammes montrent qu'en approchant l'horizon, et même entre l'horizon et la singularité, un voyageur imprudent ne verra pas la fin des temps. Certes les événements qu'il perçoit ont une "date" arbitrairement grande, voire non définie si ils se produisent sur l'horizon voire après, mais pour tout ceux qui se produisent à l'extérieur, avant l'horizon, la date est finie.
Ils montrent également qu'au delà d'un certain "délai", il est impossible d'aller repêcher quelque chose qui tombe dans un trou noir avant qu'il ne franchisse l'horizon. Pire au delà d'un "délai" supplémentaire il est même impossible de rattraper cette chose avant la singularité.

m@ch3

Bonjour,

Quelle différence entre date "non définie" et "la fin des temps" ?

Olivier

[bernarddo]

Bonjour,

Les questions d'OllivierBreme me semblent marquées au coin du bon sens, ainsi que celle de Nickelange dont je partage la perplexité devant une réponse qui semble poser plus de questions qu'elle n'apporte d'éclaircissements, en introduisant des "délais" entre un "horizon" et une "singularité" dont on ne sait si celle-ci fait référence à la singularité mathématique rencontrée dans la résolution de l'équation de champ en masse ponctuelle, ou dans la singularité physique du même calcul qui affecte une masse finie à un corps de volume infiniment petit et donc non défini.

D'où mes ajouts au post de Nickelange:

1 Une question d'abord:revenant à la définition sur Wikipédia de l'"horizon" d'un trou noir,

En relativité restreinte et en relativité générale, l'horizon des évènements est constitué par la limite éventuelle de la région qui peut être influencée dans le futur par un observateur situé en un endroit donné à une époque donnée,

j'aimerais avoir une justification du terme curieux "éventuel" dans cette définition.

2 Une suggestion ensuite: Il me semble que la "fin des temps" pour un espace-temps devrait correspondre à une frontière temporelle de cet espace-temps, que l'on rencontrerait, au moins dans le cas, non physique, de la masse ponctuelle de Schwarzschild, en même temps que sa frontière spatiale au "rayon de Schwarzschild".

L'explication physique de l'extension de KS, la seule qui soit assimilable par monsieur tout le monde, est l'affirmation d'Aurélien Barrau que, au "rayon de Schwarzschild", il y aurait une inversion "non métaphorique" de l'espace et du temps, aussi bizarre que ne reposant sur rien de physique, alors que ma suggestion, qui n'est qu'une reprise du calcul de Schwarzschild lui-même, est la logique et la simplicité même sur les plans mathématique et physique.

[Pio2001]

1 Une question d'abord:revenant à la définition sur Wikipédia de l'"horizon" d'un trou noir,

En relativité restreinte et en relativité générale, l'horizon des évènements est constitué par la limite éventuelle de la région qui peut être influencée dans le futur par un observateur situé en un endroit donné à une époque donnée,

j'aimerais avoir une justification du terme curieux "éventuel" dans cette définition.

Moi c'est toute la définition qui me gêne !
D'abord un observateur n'influence pas une région (de l'espace-temps, n'oublions pas de le préciser), un évènement influence une région.

Et surtout... je ne vois aucun évènement (ou observateur situé en un endroit donné à une époque donnée) dont la région qu'il puisse influencer dans le futur est limitée par l'horizon d'un trou noir !
Les évènements ayant lieu à l'extérieur influencent les deux zones de part et d'autre de l'horizon, et les évènements situés sur l'horizon ou à l'intérieur n'influencent qu'une partie de l'intérieur.

La définition donnée est celle d'un cône de lumière futur.

[Pio2001]

Whoa ! Un peu plus loin dans le même article on peut lire :

Les rayons de lumière qui définissent l'horizon des évènements doivent voyager parallèlement l'un à l'autre. S'ils ne voyageaient pas de cette façon, il y aurait finalement une collision entre les rayons de lumière, et ils tomberaient donc dans le trou noir. Si un rayon de lumière tombe dans le trou noir, il n'était donc pas sur l'horizon des évènements. Ceci veut dire que l'aire de l'horizon des évènements ne peut jamais devenir plus petite.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Horizo...v%C3%A8nements

Cet article est à revoir entièrement.

[Deedee81]

Salut,

Cet article est à revoir entièrement.

Holàlà, oui ! Les articles wikipedia sont souvent de bonnes qualités mais là !!!!

[bernarddo]

Je suis tout à fait d'accord, et en particulier avec Pio2001, tout en notant que si c'est vraiment la définition d'un cône de lumière futur, (ce que je pense aussi), c'est qu'on n'est déjà plus dans l'espace temps, mais à sa frontière (du futur), pile poil en accord avec ma suggestion de frontière temporelle, qui aurait la bonne idée de coïncider avec sa frontière spatiale !!!

Cela devient d'une simplicité biblique.

Mais alors, quid de l'extension de KS et de ses conséquences bizzaroïdes à la Aurélien Barrau!!

...et si c'était autre chose, alors, quid d'une (bonne) définition de l'"horizon" d'un trou noir chez Futura, puisque le concept en lui-même est parfaitement admis ?

[Pio2001]

Je ne vois aucun évènement (ou observateur situé en un endroit donné à une époque donnée) dont la région qu'il puisse influencer dans le futur est limitée par l'horizon d'un trou noir !

Je me trompe sur ce point : la formation du trou noir est un tel évènement.
L'horizon des évènements est le cône de lumière futur de la formation du trou noir.

[bernarddo]

La résolution de l'équation de champ (solution extérieure de Schwarzschild) ne doit pas être comprise comme une narration d'un évènement, par exemple d'une formation de trou noir.

Toute référence à ce type d'évènement est donc hors de propos.

C'est une expérience de pensée, partant d'une hypothèse physique mathématiquement singulière (existence d'une masse ponctuelle finie, de dimension aussi petite que l'on veut, ce qui constitue une singularité physique, en correspondance logique à la singularité mathématique), qui prétend simplement en déduire la description de l'espace-temps correspondant.

Dans sa résolution mathématique, que vous trouverez à arXiv:gr-qc/0406090

"Reinstating Schwarzschild's original manifold and its singularity" ,

vous découvrirez que sa résolution originale donne une solution différente de celle qui porte son nom, et que celà est dû à son exigence de maintenir une condition de continuité, qu'il a résolue en faisant coïncider une discontinute mathématique aparue dans lecalcul avec l'origine du système d'axe, où se situait la singularité physique.

D'où l'existence d'un ET limité au rayon de Schwarzschild autour de cette masse, lequel constitue une frontière temporelle et spatiale
de cet espace-temps particulier et non physique.

[Mailou75]

Salut,

j'aimerais avoir une justification du terme curieux "éventuel" dans cette définition.

Ça sent la mauvaise traduction de "event horizon"

si c'est vraiment la définition d'un cône de lumière futur, (ce que je pense aussi)

C'est le cas, c'est flagrant en représentation de Kruskal, compris trou blanc qui est le cône passé de l'évènement (central en Kruskal) "surface du trou noir".

c'est qu'on n'est déjà plus dans l'espace temps, mais à sa frontière (du futur), pile poil en accord avec ma suggestion de frontière temporelle, qui aurait la bonne idée de coïncider avec sa frontière spatiale !!!

Si on s'intéresse à l'espace seulement, il n'est pas limité au niveau du "trou" mais raccordé à la région III. Dans cette définition, l'espace est celui des immobiles et l'affirmation est vraie seulement à un instant t=0. Ça s’appelle un trou de ver, pour l'emprunter il faudrait avoir une vitesse infinie (= se déplacer dans l'espace et pas dans l’espace temps).

Mais alors, quid de l'extension de KS et de ses conséquences bizzaroïdes à la Aurélien Barrau!!

De quoi tu parles ?

[bernarddo]

Salut,



Ça sent la mauvaise traduction de "event horizon"



C'est le cas, c'est flagrant en représentation de Kruskal, compris trou blanc qui est le cône passé de l'évènement (central en Kruskal) "surface du trou noir".



Si on s'intéresse à l'espace seulement, il n'est pas limité au niveau du "trou" mais raccordé à la région III. Dans cette définition, l'espace est celui des immobiles et l'affirmation est vraie seulement à un instant t=0. Ça s’appelle un trou de ver, pour l'emprunter il faudrait avoir une vitesse infinie (= se déplacer dans l'espace et pas dans l’espace temps).



De quoi tu parles ?

Bonjour Mailou, et merci de t'intéresser à ce fil.

Commençons par ton interprétation de l'introduction fautive d'éventuel qui est effectivement lumineuse.

Ensuite passons tout de suite au discours bizzaroïde d'Aurélien Barrau, et auquel je ne comprends rien:

On le trouve dans cette vidéo
https://www.college-de-france.fr/sit...1-30-17h45.htm

dans laquelle il fait référence, dans son discours sur les trous noirs démarrant autour de la minute 12, qu'il introduit en affirmant tout aussi bizarrement "qu'ils existent, c'est très probable" !!
L'intéressant devient mathématique, autour des minutes 17 à 18, (et plus précisément autour de 18' 15") qui l'amène à considérer qu'il y aurait une inversion de l'espace et du temps, qu'il qualifie de "non métaphorique", donc vraie et donc non contestable, si l'on peut entrer à l'intérieur du trou noir, ce qui est une affirmation tout aussi aventureuse lorsqu'il s'agirait d'entrer dans quelque chose qui n'existe que "très probablement".

Maintenant, passons aux choses sérieuses.

L'étude dont j'ai mis un extrait nous donne au final l'expression A14, qui est la solution extérieure trouvée par Schwarzschild, dont il ne t'a pas échappé qu'elle est de même forme que la solution "classique", mais différente car elle utilise en lieu et place de la coordonnée classique radiale r, la variable auxiliaire R dont il est facile de voir qu'elle supprime tout l'espace intérieur au rayon de Schwarzschild !!

Avec la conséquence évidente que celui-ci constitue une frontière interne à l'espace-temps créé par la masse ponctuelle!!

Dans le calcul de Schwarzschild, il n'y a pas d'espace-temps à l'intérieur de rs, et donc aucune raison de créer une extension (par ex celle de KS) pour s'aventurer à l'intérieur de quelque chose qui n'existe tout simplement pas dans l'ET qui nous baigne, puisque créé par une hypothèse physique irréaliste, d'une masse finie, infiniment dense, et de rayon infiniment petit.

Toute cette construction de "régions" dont on peut gratifier Aurélien Barrau d'en avoir donné la seule explication physiquement suffisamment claire, en étant amené à concevoir une chose aussi saugrenue qu'une inversion de l'espace et du temps, impossible conceptuellement, car créant une frontière entre régions dans un ET qui ne peut être que continu de par l'hypothèse de départ.

Le document donne la construction de cette solution que je tiens pour la bonne, et que tout lecteur devrait creuser, c'est mathématiquement simple, pour quelqu'un comme toi qui me paraît toucher sa bille par rapport à un vieil ingénieur généraliste à l'ancienne comme moi.

Mais il faut faire une révolution dans sa tête...

[Pio2001]

Dans le calcul de Schwarzschild, il n'y a pas d'espace-temps à l'intérieur de rs, et donc aucune raison de créer une extension (par ex celle de KS) pour s'aventurer à l'intérieur de quelque chose qui n'existe tout simplement pas dans l'ET qui nous baigne, puisque créé par une hypothèse physique irréaliste, d'une masse finie, infiniment dense, et de rayon infiniment petit.

Bonjour,
L'existence d'un point infiniment dense n'est pas un pré-requis nécessaire pour déduire l'existence d'une région au-delà de l'horizon d'un trou noir.

Ce n'est même pas une prédiction physique. C'est une "singularité" de la théorie, c'est-à-dire un domaine où cette dernière cesse de faire des prédictions valides.
Tu as donc tout-à-fait raison de considérer cette singularité comme "physiquement irréaliste".

La région à l'intérieur de l'horizon, en revanche, est dans le domaine de validité de la théorie.

[oxycryo]

Bonjour, je souhaiterai savoir si certaines des assertions suivantes sont correctes*:
1) Pour un observateur «*à distance*» d’un trou noir, tout objet tombant vers le trou noir mettra un temps infini pour atteindre l’horizon des événements de ce trou noir. On pourrait ainsi affirmer que jamais rien ne traversa l’horizon d’un trou noir.
2) Est-ce valide aussi si l’objet tombant est un photon*?
3) Un observateur tombant vers un trou noir voit l’univers «*au-dessus*» de lui vieillir de plus en plus vite, …
4) … et au moment de traverser l’horizon des événements il voit «*la fin des temps*» de l’univers hors du trou noir.
5) Mais que voit-il de l’univers extérieur une fois franchit l’horizon*?
6) Puisque pour un observateur extérieur un objet tombant vers le trou noir n’atteint jamais l’horizon des événements, il est toujours temps pour l’observateur d’aller récupérer l’objet avant qu’il ne franchisse l’horizon.
7) Un trou noir accroît sa masse non pas en son centre mais en surface de son horizon.

effectivement ren ne tombe dans un trou noir, mais pas pour les raisons invoqué
- comme dit plus haut, l'information ne saurait sortir du bouclier de shwarschild... qu'il faut se représener comme une conentration de l'espace-temps... plus que comme "un puit" dans une coupe AA

- cette concentration de l'esapce-temps forme "vraiement" un bouclier pour tout ce qui doit sortir, la gravité y étant pas "infinie" mais d'une valeur supérieure a celle de c

delà, rien ne tombe dans un trou noir, parcequ'il n'y a pas de "puit" formant l'idée du trou noir.

- il faut surtout imaginer un astre extrement concentré, générant une gravité folle autour de lui supérieure à 300 000kms-1 et non 9.81ms-1
- bref tomber dans un trou noir, c'est surtout s'écraser à sa surface (bien proprement) et en devenir une petite soupe de quark à sa surface

je déduis cela de ;
étoile => étoile à neutron => soupe de quark => mais pas flash gamma après réduction des quark en photon gamma et disparirion du TN
- plus de gravité avec une soupe de photon gamma) (on me la dejà très expliqué )
- delà, il rste une structure "massive" donc solide... une sorte de diamant de quark encerclé par une gravité inexpugnable

- bref pas vraiment d'horizon des évènements, surtout une compression meta-physique. il n'y a plus d'espace entre les nucléons, plus de nucléons, des quarks peut-être, ou une autre réoganisation de la matière sus une forme massive... mais je trouve cela toutefois cela assez suspect, que quelqueschose résiste de massif résiste à cela

[pm42]

- il faut surtout imaginer un astre extrement concentré, générant une gravité folle autour de lui supérieure à 300 000kms-1 et non 9.81ms-1
- bref tomber dans un trou noir, c'est surtout s'écraser à sa surface (bien proprement) et en devenir une petite soupe de quark à sa surface

Il n'y a pas de surface dans un trou noir.

- bref pas vraiment d'horizon des évènements, surtout une compression meta-physique. il n'y a plus d'espace entre les nucléons, plus de nucléons, des quarks peut-être, ou une autre réoganisation de la matière sus une forme massive... mais je trouve cela toutefois cela assez suspect, que quelqueschose résiste de massif résiste à cela

Comme le reste du message, c'est au mieux une mauvaise recopie de théorie spéculative, au pire un gloubi-boulga proche de l'interprétation personnelle de vulgarisation mal comprise.

Le concept de "compression meta-physique" par exemple n'existe pas.

[Avatar10]

dans laquelle il fait référence, dans son discours sur les trous noirs démarrant autour de la minute 12, qu'il introduit en affirmant tout aussi bizarrement "qu'ils existent, c'est très probable" !!

Un trou noir ne pouvant se trouver dans notre cône passé, on ne peut l'observer, ce qui n'empêche, grâce aux observations qui correspondent de mieux en mieux à la théorie, de penser qu'ils "existent " (ou existeront pour nous).

L'intéressant devient mathématique, autour des minutes 17 à 18, (et plus précisément autour de 18' 15") qui l'amène à considérer qu'il y aurait une inversion de l'espace et du temps, qu'il qualifie de "non métaphorique", donc vraie et donc non contestable

Il parle de ça en disant que c'est intuitif, mais omet de dire (je n'ai regardé que ces qq sec) qu'il faut se méfier de son intuition (il y aurait d'autres critiques à faire sur A.Barrau, il a le mérite de vulgariser, c'est déjà ça...).
Sinon, en dessous de l'horizon, le temps reste le temps, et idem pour l'espace, une inversion mathématique ne veut pas dire inversion des concepts.

Maintenant, passons aux choses sérieuses.

Enfin (humour).

Dans le calcul de Schwarzschild, il n'y a pas d'espace-temps à l'intérieur de rs, et donc aucune raison de créer une extension (par ex celle de KS) pour s'aventurer à l'intérieur de quelque chose qui n'existe tout simplement pas dans l'ET qui nous baigne, puisque créé par une hypothèse physique irréaliste, d'une masse finie, infiniment dense, et de rayon infiniment petit.

Si il y a une raison, utiliser la géométrie de Schwarzschild implique nécessairement qu'appliquée au corps massif (trou noir ou autre) est dans un espace-temps vide, donc si on veut s'aventurer, de facto ce n'est plus vide (il y a la masse m de l'aventurier), et ce n'est de fait plus une situation statique (car M+m).
En bref, ce n'est pas avec un marteau qu'on peut enlever une vis.

[bernarddo]

Si il y a une raison, utiliser la géométrie de Schwarzschild implique nécessairement qu'appliquée au corps massif (trou noir ou autre) est dans un espace-temps vide, donc si on veut s'aventurer, de facto ce n'est plus vide (il y a la masse m de l'aventurier), et ce n'est de fait plus une situation statique (car M+m).
En bref, ce n'est pas avec un marteau qu'on peut enlever une vis.

Il faudrait un peu de rigueur dans les concepts (1), de curiosité (2), et de logique (3), pour donner un peu de consistance à une telle "raison".

1 Il n'y a pas de géométrie de Schwarzschild, mais une métrique qui permet de décrire l'espace-temps, ici dans la cas ultra simple d'une masse ponctuelle, fixe et non chargée (solution dite extérieure), mais qui se raccorde parfaitement au cas d'un astre sphérique de densité constante aussi calculée par Schwarzchild (solution dite intérieure)

2 Quand on en parle, il s'agirait de savoir si on entend cet espace temps comme celui décrit par la métrique "classique", avec l'élément de trajectoire utilisant le marqueur d'espace r, ou comme celui décrit en utilisant le marqueur R, celui de la métrique réellement de Schwarzschild, celle indiquée au #23, qui est complètement différente, et donne logiquement un ET complètement différent de celui de la métrique "clasique"; ce qui est curieux c'est que personne ici ne se donne la peine de réfléchir aux implications de ce qui est probablement pour la plupart ici une nouveauté, (qui a certes plus de 100 ans !), mais introduite et argumentée (continuité) par quelqu'un qui est indiscutablement une sommité dans le domaine, et que la cosmologie académique snobe complètement.

3 Un espace-temps qui découlerait de la présence d'un corps massif (trou noir ou autre)de masse M ne pourrait en aucun cas être considéré comme vide, et la présence de l'observateur (m) ne ferait que rendre plus complexe sa description.