"Trou noir électromagnétique" ou leur inverse

[Zick1305]

Boonjour ! Je planais entre divers sujets Reddit au sujet des trous noirs quand une question (avec de nombreuses ramifications-) m'a traversé l'esprit !

Je pense qu'il est assez bien admis que les trous noirs peuvent posséder une charge. Alors je me suis demandé ce qu'il arriverait si l'on trouvait le moyen de rassembler suffisament de particules possédant la même charge pour créer un trou noir ! Mon expérience ce pensée a commencé par des protons nus accumulés en suffisament grande quantité pour que ceux ci s'effondrent en trou noir, mais j'en suis vite venu à réaliser que la charge électromagnétique, étant supérieure à la force de gravité, notre "nuage de protons ne s'effondrerait jamais en trou noir. J'ai donc changé d'angle d'attaque en prenant un trou noir classique comme base de notre expérience, et j'ai remplacé les protons par des électrons, pour moins de masse, mais une force EM similaire. Le trou noir classique servant ici de "glue" pour accumuler tous les electrons comme le fais la force nucléaire dans les atomes.

L'expérience consiste donc à "nourrir" notre trou noir avec des électrons uniquement jusqu'à ce qu'il developpe une charge négative suffisament forte. Ceci m'a amené à me demander s'il serait possible de faire "imploser" un trou noir en le chargeant tellement que la force EM finirait par surpasser la gravité et libèrerait tous les électrons emmagasinés. Victoire ! J'ai pensé, enfin une façon d'extraire quelque chose de l'intérieur du trou noir (et celà me semblait logique puisque la force EM dans des proportions similaire est bien plus forte que la gravité.

Sauf que j'ai fait des recherches et apparemment celà ne se passerait pas comme ça ; A priori d'après ce que j'ai déniché, le champ EM du trou noir grandirait jusqu'àu point ou la répulsion EM surpasserait totalement l'attraction gravitationelle du trou noir, de sorte qu'il deviendrait impossible pour un electron, même avec toute l'énergie possible de traverser l'horizon des évènements, de sorte qu'un électron pourrait littéralement rebondir dessus. Celà m'a automatiquement fait penser au concept de "trou blanc" et dans ce cas précis ne serions nous pas face à un trou blanc électromagnétique ? Une région de l'espace possédant une charge si intense qu'aucune charge négative ne pourrait y pénétrer ?

Et dans ce cas qu'est ce qui maintiendrait la cohésion de cet objet alors que les deux forces en présence seraient en équilibre parfait ?

Enfin en dernière question : celà voudrait il dire qu'avec la charge adéquate, côté trou noir et côté objet, un objet massif chargé négativement pourrait se tenir à la surface de l'horizon des evenements de ce trou noir sans jamais risquer d'y tomber ?

Je me suis concentré sur mes questions les plus importantes pour éviter d'inonder le fil avec mes réflexons du dimanche Je remercie d'avance ceux qui voudront s'y pencher !
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[Deedee81]

Salut,

Tu parles là de trous noirs avec charge électrique (peu importe comment ils se forment).

https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_n...Nordstr%C3%B6m

Ce que tu envisages est de tels trous noirs avec une forte charge électrique. Dans un tel cas il est clair qu'en effet un électron ne pourrait pat passer l'horizon.

Mais : (voir le lien) : "On pense que les trous noirs avec | Q | > M n'existent pas dans la nature, puisqu'ils contiendraient une singularité nue. Leur existence serait en contradiction avec le principe de censure cosmique du physicien britannique Roger Penrose, qui est généralement considéré comme vrai. " (wikipedia)

Cela reste une conjecture (conjecture de la censure cosmique). https://fr.wikipedia.org/wiki/Censure_cosmique

Un tel trou noir "fortement chargé" aurait une forme de tore (un donuts). Les forces EM sont si intenses que la géométrie de l'espace-temps en est modifiée (et assez exotiqque). On ignore si de tels cas extrêmes peuvent exister. (EDIT je me demande si je ne mélange pas avec le cas des trous noirs avec moment angulaire très élevé, bon dans tous les cas c'est exotique )

Personnellement j'ai des avis personnels sur certaines conjectures (comme celle de causalité) mais sur celle-là.... je ne sais pas.

[Deedee81]

C'est de l'astrophysique, je déplace (provisoirement ?) en pédagogie.

[Zick1305]

Merci pour votre réponse ! en effet j'ai croisé dans mes petites recherches une ou deux références à cette singularité nue mais j'avoue que je n'ai pas compris pourquoi le fait que la singularité soit fortement chargée ferait disparaître son horizon des évènements pouvez vous m'en dire plus ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mailou75]

Pas sur… essentiellement, ici, on aime bien répéter des trucs qu’on ne comprend pas.
On a bien des ingénieurs en astrologie mais ça ne suffira peut être pas

[Pio2001]

Mais : (voir le lien) : "On pense que les trous noirs avec | Q | > M n'existent pas dans la nature, puisqu'ils contiendraient une singularité nue. Leur existence serait en contradiction avec le principe de censure cosmique du physicien britannique Roger Penrose, qui est généralement considéré comme vrai. " (wikipedia)

C'est scientifique, ça, comme raisonnement ?

Dans l'article anglais sur la censure cosmique, l'hypothèse de l'existence de trous noirs avec | Q | > M est considérée comme un contre-exemple à l'hypothèse de la censure cosmique, mais qu'il faut éliminer de la définition de "censure cosmique" car c'est un modèle qui n'est "pas physiquement réaliste".
https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic...hip_hypothesis

Donc l'hypothèse de la censure cosmique n'est vraie que si l'on néglige l'existence de trous noirs avec | Q | > M, et puisqu'elle est vraie, on en déduit que les trous noirs avec | Q | > M ne peuvent pas exister
Y a un problème d'oeuf et de poule !

[Deedee81]

Salut,

C'est scientifique, ça, comme raisonnement ?

Ce n'est pas un raisonnement (mais de fait le passage n'est pas sourcé dans wikipedia, dommage).

Merci pour la référence de wiki anglais.

Pour ce qui est de l'oeuf et la poule, oui, c'est encore une conjecture et forcément si on l'admet ça conduit à des raisonnements circulaires.

EDIT dans le livre Quantum Field Theory in curved spacetime, Birrel et Davies disent qu'elle est presque démontrée (démontrée dans de nombreuses situations). Mais "presque" ne veut pas dire "démontré". Ca reste une conjecture.
EDIT et comme je l'ai dit, je n'ai pas trop d'avis sur cette conjecture. Mais de toute façon, hein, un avis ça reste ça : juste un avis. Alors c'est pas grave

[Deedee81]

Bon, je redéplace, Pio2001 ayant dérogé aux règles du forum de pédagogie (pour une bonne raison) je sens venir une discussion plus difficile où il vaut mieux en parler dans le forum "libre".

Merci

[mach3]

Il faut peut-être prendre les choses dans le sens inverse. Une expérience de pensée où on gave un trou noir d'électrons, c'est bien gentil, mais en pratique comment fait-on ? Comment fait-on pour empêcher les charges positives d'aller vers la charge électrique négative inimaginable que va progressivement devenir ce trou noir ? Est-ce que le vide lui-même aux abords d'un tel trou noir, sous un champ électrique aussi intense ne se mettrait pas à produire des paires électrons/positrons en quantité, les électrons étant repoussés et les positrons attirés ?

Mon point est qu'il n'y a peut-être aucun processus physique qui permette à un trou noir d'acquérir une très grande charge électrique, voire même qu'il existe peut-être des processus physiques qui empêchent que cela puisse se produire. Du coup se demander ce qui se passe vis-à-vis de la censure cosmique n'est peut-être pas un sujet.

m@ch3

[Pio2001]

Mon point est qu'il n'y a peut-être aucun processus physique qui permette à un trou noir d'acquérir une très grande charge électrique, voire même qu'il existe peut-être des processus physiques qui empêchent que cela puisse se produire. Du coup se demander ce qui se passe vis-à-vis de la censure cosmique n'est peut-être pas un sujet.

m@ch3

Tout-à-fait, cela conduit à deux questions différentes : est-ce que cela peut exister dans notre univers (par exemple est-ce qu'on peut en fabriquer un) ?
Et est-ce que c'est une solution valide de la relativité générale ? Par exemple s'il est exclu qu'il en apparaisse dans notre univers, est-ce qu'imaginer un autre univers où une singularité nue existe depuis le commencement des temps aurait un sens physique ?

[Deedee81]

EDIT croisement avec Pio2001

Mon point est qu'il n'y a peut-être aucun processus physique qui permette à un trou noir d'acquérir une très grande charge électrique, voire même qu'il existe peut-être des processus physiques qui empêchent que cela puisse se produire. Du coup se demander ce qui se passe vis-à-vis de la censure cosmique n'est peut-être pas un sujet.

J'ai déjà vu une réflexion analogue sur les trous noirs (théoriques) avec un moment angulaire supérieur à la valeur critique.

Je subodore que les tentatives de démonstration de la censure cosmologique utilisent ce genre de chose (je ne les connais pas et j'ai fait quelque recherche sans succès, il y a quelques articles dans ArXiv mais apparemment pas avec ce genre de démo, enfin, j'ai cherché vite faut dire)

[mach3]

J'ai déjà vu une réflexion analogue sur les trous noirs (théoriques) avec un moment angulaire supérieur à la valeur critique.

Je connais trop mal Kerr (et guère mieux Reisner-Nordstrom...), mais est-ce que ce serait analogue comme mécanisme, genre ce qui va réduire le moment cinétique du trou noir tombe plus facilement dedans que ce qui va l'augmenter (voire même, ce qui peut augmenter le moment cinétique est éjecté), ce qui pourrait donc limiter l'augmentation du moment cinétique ?

m@ch3

[Deedee81]

Je connais trop mal Kerr (et guère mieux Reisner-Nordstrom...), mais est-ce que ce serait analogue comme mécanisme, genre ce qui va réduire le moment cinétique du trou noir tombe plus facilement dedans que ce qui va l'augmenter (voire même, ce qui peut augmenter le moment cinétique est éjecté), ce qui pourrait donc limiter l'augmentation du moment cinétique ?

Je peux pas être totalement affirmatif mais je pense, d'autant qu'on a une ergosphère qui entraine tout ce qui s'approche et pourrait éjecter des trucs.

Faudrait trouver des références, ça doit sûrement exister

[ThM55]

Je pense qu'il y a aussi la question de la stabilité du trou noir par rapport aux perturbations. Quand on injecte de la charge, on perturbe le trou noir, il n'est plus statique, donc il faut voir s'il reste stable. La question est traitée en profondeur dans le texte de Chandrasekhar sur les trous noirs et c'est malheureusement d'une complexité hallucinante. Il y a plusieurs années j'avais essayé d'étudier ce texte, j'avais cru y détecter des erreurs mais je me suis noyé dans des calculs sans fin qui étaient, eux, certainement faux et j'ai abandonné tout cela surtout par manque de temps. Il faudrait coder cela dans un logiciel de calcul symbolique.