Comment arrive-t-on à des Trous Noirs ?

[Daniel1958]

Bonjour

J'ai eu du mal à définir le titre.
Je vais essayer d'exposer ma question
Au LHC on arrive à des collisions Proton/Proton (ceux de la bouteille d'Hydrogène) et les faires collapser et disparaitre en deux photons très énergétiques qui vont redonner quasi instatement différentes particules. Bien sûr la vitesse très élevée en est la cause à 0.999999999% de C l’énergie cinétique relativiste est très élevée cf Wikipédia

Chaque paquet contient 10¹¹ protons, mais lors d'une collision seule une infime partie des protons entre en collision.

Si maintenant je prends Une étoile Géante Gazeuse qui se transforme en Supernova et ensuite en Etoile à Neutrons puis en Trou Noir les forces de compression et d'écrasement sont énormes et les forces de répulsions aussi (principe d'exclusion de Pauli, Fusions en cours).
Bien entendu la densité n'est pas comparable à experience du LHC mais les énergies sont colossales.
Qu'elle est l'explication qui fait que la compression ne transforme finalement pas en "boule de feu de photons Gammas pour redonner ensuite de la matière" comme au LHC. mais dans un matière froide compressée à extrême ?


On voit que dans le premier cas que la matière originelle peut disparaitre (sous des conditions extraordinaires) dans un halo d'énergie pour redonner une autre matière ; là ce n'est apparemment pas le cas.

Cordialement
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[mach3]

Quand le rayon d'un corps, que ce soit un astre ou deux particules en train d'entrer en collision, devient inférieur à son rayon de Schwarzschild, alors il se forme un horizon. Quoiqu'il puisse advenir sous cet horizon, ce sera dans une durée finie et très courte (max qq heures pour du trou noir supermassif) et rien ne pourra en sortir.

Évidemment, faire ça dans un collisionneur, c'est pas demain la veille. Les niveaux d'énergie atteints correspondent à des rayons de Schwarzschild bien trop petit (une particule ayant la masse de Planck, 20ug soit 10¹⁶ TeV, bien au-delà des capacités imaginables de nos jours, possède un rayon de Schwarzschild de seulement la longueur de Planck).

m@ch3

[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonsoir,

Au passage, une collision proton-proton est assez complexe. Elle peut produire des photons, mais pas seulement. Par conservation de la charge, des particules autres que des photons doivent obligatoirement être produites lors de ce type de collision*.

*Cela peut être les protons eux-mêmes en cas de "soft scatterring" ou tout un tas de particules plus ou moins éphémères en cas de "hard scatterring"

[JeanII]

Vraiment désolé de mon ignorance et en même temps je suis vraiment curieux.

Donc le «*noir*» d’un trou noir c’est sensé être quoi?
Est-ce que c’est du vide absolu résiduel qui traînait entre la matière avant qu’elle devienne une singularité?

Je me sens et suis probablement vraiment stupide de poser la question. Mais je suis quand même curieux du pourquoi du comment.

Si quelqu’un a suffisamment de temps et de patience pour partager son savoir, merci.🙏

Je viens de créer mon compte et je suis vraiment désolé si je suis pas à la bonne place. Je cherche encore comment écrire une question de façon moins intrusive que via la question d’une autre personne.

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves95210]

Salut, et bienvenue sur le forum.

Donc le «*noir*» d’un trou noir c’est sensé être quoi?
Est-ce que c’est du vide absolu résiduel qui traînait entre la matière avant qu’elle devienne une singularité?

Du vide, hormis la matière qui est éventuellement en train de "tomber" (très brièvement) vers la singularité.

Je me sens et suis probablement vraiment stupide de poser la question. Mais je suis quand même curieux du pourquoi du comment.

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Je viens de créer mon compte et je suis vraiment désolé si je suis pas à la bonne place. Je cherche encore comment écrire une question de façon moins intrusive que via la question d’une autre personne.

Quand tu navigues dans une des sections du forum, au-dessus de la liste des discussions tu disposes d'un bouton "Ouvrir une nouvelle discussion".

[Daniel1958]

Quand le rayon d'un corps, que ce soit un astre ou deux particules en train d'entrer en collision, devient inférieur à son rayon de Schwarzschild, alors il se forme un horizon. Quoiqu'il puisse advenir sous cet horizon, ce sera dans une durée finie et très courte (max qq heures pour du trou noir supermassif) et rien ne pourra en sortir.

Évidemment, faire ça dans un collisionneur, c'est pas demain la veille. Les niveaux d'énergie atteints correspondent à des rayons de Schwarzschild bien trop petit (une particule ayant la masse de Planck, 20ug soit 10¹⁶ TeV, bien au-delà des capacités imaginables de nos jours, possède un rayon de Schwarzschild de seulement la longueur de Planck).

m@ch3

Bonjour

Je sais que des collisions frontales on additionne les energies cinétiques relativistes. Ce qui fait un gros boom et hop on repart avec de nouvelles particules.
Là on est le cas d'une compression externe centripète. Normalement c'est moins efficace. Je crois qu'en physique classiques un ne peut pas comprimer plus de 18 fois (ou moins) la matière.
il y a un peu dans l'esprit de ma question les étoiles de Planck. Mais on n'en a jamais vu une.
En fait je ne comprends pas malgré l'équation de champ pourquoi la matière reste "figée" au lieu continuer de se concentrer "ad vitam aeternam" pour .......terminer en lumière.
Si je suis le raisonnement admis le LHC pourrait avec des énergies colossales peut-être créer des trous noirs
Mais au LHC on obtient des grains de lumière pourquoi ne retrouve-t-on pas ce phénomène avec l'écrasement des particules (proton electron voire neutrons) il y a un truc qu'y m'échappe.

J'image deux masses identiques de neutrons qui se collisionnent via un accélérateur >>>> il est possible qu'elles se transforme en lumière ???
j'image deux masses identiques de TN qui se collisionnent >>>>>> ben non c'est des ondes gravitationnelles et il ne collisionnent pas directement

Cordialement

[Lansberg]

Bonjour,

Si je suis le raisonnement admis le LHC pourrait avec des énergies colossales peut-être créer des trous noirs
Mais au LHC on obtient des grains de lumière pourquoi ne retrouve-t-on pas ce phénomène avec l'écrasement des particules (proton electron voire neutrons) il y a un truc qu'y m'échappe.

Le LHC ne peut pas produire de micro trous noirs. C'est largement au-delà de ses capacités. Il faudrait atteindre des énergies de l'ordre de 10¹⁶ Tev/c².
L'hypothèse de produire des micro trous noirs quantiques, reposant sur certaines théories, a été évoquée et des énergies de l'ordre du Tev accessibles au LHC suffiraient. Ces micro trous noirs s'évaporeraient en une fraction de seconde en produisant des gerbes de particules détectables. Mais pour l'instant rien n'a été observé.

[Paraboloide_Hyperbolique]

En fait je ne comprends pas malgré l'équation de champ pourquoi la matière reste "figée" au lieu continuer de se concentrer "ad vitam aeternam" pour .......terminer en lumière.
Si je suis le raisonnement admis le LHC pourrait avec des énergies colossales peut-être créer des trous noirs
Mais au LHC on obtient des grains de lumière pourquoi ne retrouve-t-on pas ce phénomène avec l'écrasement des particules (proton electron voire neutrons) il y a un truc qu'y m'échappe.

Parce que les énergies en jeux dans le LHC (environ 14 TeV dans le référentiel centre des masses) sont largement insuffisantes pour cela*. Par ailleurs, je le répète, on obtient pas forcément que des photons. Souvent, dans le collisions entre hadrons on obtient, à hautes énergies, des gerbes de toutes sortes de particules.

*Il y a d'ailleurs dans la haute atmosphère des collisions avec des rayons cosmiques avec des énergies largement supérieures à celles du LHC. Toujours pas de trous noirs, heureusement pour nous...

Par ailleurs, dans le modèle standard, les particules élémentaires (quarks, neutrons, muons, neutrinos...) sont ponctuelles*. Elles ne peuvent donc pas "s'écraser" l'une sur l'autre, juste échanger des bosons (photons, gluons, W+, W-, Z0 et éventuellement Higgs) et subir leurs effets.

*Dans la théories de cordes, là je ne sais trop se qui se passe.

EDIT: croisement partiel avec Lansberg.

[Daniel1958]

Parce que les énergies en jeux dans le LHC (environ 14 TeV dans le référentiel centre des masses) sont largement insuffisantes pour cela*. Par ailleurs, je le répète, on obtient pas forcément que des photons. Souvent, dans le collisions entre hadrons on obtient, à hautes énergies, des gerbes de toutes sortes de particules.

*Il y a d'ailleurs dans la haute atmosphère des collisions avec des rayons cosmiques avec des énergies largement supérieures à celles du LHC. Toujours pas de trous noirs, heureusement pour nous...

Par ailleurs, dans le modèle standard, les particules élémentaires (quarks, neutrons, muons, neutrinos...) sont ponctuelles*. Elles ne peuvent donc pas "s'écraser" l'une sur l'autre, juste échanger des bosons (photons, gluons, W+, W-, Z0 et éventuellement Higgs) et subir leurs effets.

*Dans la théories de cordes, là je ne sais trop se qui se passe.

EDIT: croisement partiel avec Lansberg.

Bonjour

Oui en faisant ma promenade quotidienne l'idée m'est venue. Elle n'est pas perso.

Là dans les collisions protons /protons on obtient bien des photons dans un premier stade (peut-être pas tout le temps) (Source un des Chef de Labos du LHC) puis des particules à durée de vie très brève et des particules et des antiparticules plus stables. Mais avec une micro différence entre les particules et des antiparticules. Le Higgs "fonctionnerait" bien C'est effectivement ta description.

Mais là on a affaire à des particules composites le proton qui est un ion donc IMO choc Ion/Ion donne un plasma et une très haute temperature due à l'énergie cinétique relativiste des particules accélérées

Je me rappelle d'une emissions sur Arte sur la Z machine qui peut donner des milliards de degrés. On essaye ensuite de comprimer un plasma de deutérium/tritium ??? pour le faire fusionner suivant les critères de Lawson. Mais comprimer une sphère de plasma est hyper difficile cela équivaut à comprimer à la main en une microsphere parfaite un ballon de baudruche rempli d'eau.

Tout cela pour dire que peut-être (vraiment peut-être) on échappe à annihilation des particules dans un trou noir car la compression n'est pas parfaitement sphérique et la temperature trop faible ?????

Sinon il y a un paradoxe si on prend le LHC la collision des deux ions entraine un rayonnement créateur ou non d'autres particules. Dans cette manip toute création de Trou noir est impossible car les particules primaires ont "disparues"

En fait il y a (pour moi) un melange de RG avec le rayon de rayon de Schwarzschild qui est une solution mathématique et une réalité avec un phénomène quantique (plasmas et particules) aussi réel.


Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Une toute petite correction : quand tu parles des collisions : tu dis "des photons dans un premier stade" etc... J'ai l'impression que tu as mal compris. Ce n'est pas une succession de créations !!!! C'est l'un ... ou l'autre. Ca crée un ensemble de particules : point. Et dans une autre collision il y aura aussi un ensemble de particules. Pas les mêmes (c'est aléatoire).

Tout cela pour dire que peut-être (vraiment peut-être) on échappe à annihilation des particules dans un trou noir car la compression n'est pas parfaitement sphérique et la temperature trop faible ?????

Tu oublies un (très) grosse différence : la gravité énorme dans les trous noirs. C'est le meilleur compresseur du monde.

Sinon il y a un paradoxe si on prend le LHC la collision des deux ions entraine un rayonnement créateur ou non d'autres particules. Dans cette manip toute création de Trou noir est impossible car les particules primaires ont "disparues"

Il n'y a pas de paradoxe. Et ce n'est pas la raison pour laquelle la création de trou noir est impossible dans ce cas. En effet, l'énergie et la masse sont des grandeurs conservées. Par conséquent que telle ou telle particule disparaisser, on s'en tape : l'énergie/masse est toujours là.

Cequi empêche la formation du TN c'est qu'on n'atteint pas le critère de formation des TN : une densité suffisante dans un volume assez petit. Même avec des telles collisions. L'horizon de Schwartchild ne se forme pas. Faut pas oublié qu'on est dans le domaine de la MQ là, et en MQ les particules sont "étalées".

Ca ne pouvait se produire que dans une version très particulières de la téorie des cordes (où seuls les gravitons voyagent dans les 10 dimensions, et les autres particules dans les 3 ordinaires). Là à petite échelle, il y a une modification de la densité nécessaire. Mais de fait cale n'a pas été vérifié (ce n'était pas non plus la version la plus appréciée).

En fait il y a (pour moi) un melange de RG avec le rayon de rayon de Schwarzschild qui est une solution mathématique et une réalité avec un phénomène quantique (plasmas et particules) aussi réel.

Bah, non, il n'y a pas de mélange (enfin, si, ton message : quelle soupe décousue !!!! Je me demande même si tu te relis ???). Et les explications ont été données plus haut et sont claires (enfin, sauf pour toi il me semble).

[Daniel1958]

re

Une toute petite correction : quand tu parles des collisions : tu dis "des photons dans un premier stade" etc... J'ai l'impression que tu as mal compris. Ce n'est pas une succession de créations !!!! C'est l'un ... ou l'autre. Ca crée un ensemble de particules : point. Et dans une autre collision il y aura aussi un ensemble de particules. Pas les mêmes (c'est aléatoire).

Bon la transition IMO doit passer par un stade énergétique qui redistribue les cartes via le champ de Higgs. Simplement je ne vois pas la transition immédiate. Là c'est de La MQ de trop niveau pour moi Mais toi peut seul répondre.

Tu oublies un (très) grosse différence : la gravité énorme dans les trous noirs. C'est le meilleur compresseur du monde.

D'accord

Il n'y a pas de paradoxe. Et ce n'est pas la raison pour laquelle la création de trou noir est impossible dans ce cas. En effet, l'énergie et la masse sont des grandeurs conservées. Par conséquent que telle ou telle particule disparaisser, on s'en tape : l'énergie/masse est toujours là.

Encore d'accord j'y avait pensé (un peu seulement). Mais on n'est plus avec la/les particules originelles mais d'autres.


Donc si je suis ton raisonnement dans un trou noir au départ on a après bien de péripéties on a un cœur de Fer entourant un peu tout. Mais comme tenu des energies il est donc possible que l'on ait les mêmes phénomènes qu'au LHC une redistribution aléatoire de particules dans le cœur qui ensuite selon la masse du TN vont donner un e étoile à neutron et peut un trou noir.

Dans ce cas-là je comprendrais mieux et il n'y aurait aucun paradoxe.

Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Bon la transition IMO doit passer par un stade énergétique qui redistribue les cartes via le champ de Higgs.

Tus viens de tenter la plus grosse sottise de 2023 ? Désolé, mais je n'ai pas de médaille sous la main.

Mais toi peut seul répondre.

Non; il y en a beaucoup ici qui savent répondre.

Une comparaison simple (enfin, si on veut). Tu sais à coup sûr que des charges électriques accélérées produisent un rayonnement électromagnétique. C'est comme ça que fonctionnent les antennes des émetteurs radios, donc tu dois le savoir. A l'échelle des particules, un simple électron qui change brusquement de direction va émettre des photons. Ce phénomène porte le nom barbare de Bremsstrahlung (j'arrive jamais à l'écrire sans faute du premier coup )
https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonn...nu_de_freinage
avec des processus comme :
https://physiquereussite.fr/wp-conte...2017/03/IC.jpg
(bon là c'est Compton mais c'est le même genre).

Pas de redistribution des cartes, pas de Higgs, pas d'énormité à la Daniel, juste des photons créés : point. Faut pas chercher plus loin.
Et cette création est possible grâce au fait qu'il y a un couplage entre champ électromagnétique et charge électrique (couplage qu'on voit au niveau classique das les équations de Maxwell, typiquement celle venant de https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...%27Amp%C3%A8re )

Pour les collisions de protons, c'est la même chose. Mais souvent en plus compliqué (**) c'est tout (du moins à grande énergie, surtout que cela fait intervenir l'interaction faible et l'interaction forte). D'autres particules peuvent être créées (dont éventuellement des Higgs, mais pas besoin du Higgs pour expliquer le phénomène (*)).

(*) d'ailleurs le Bremsstrahlung vient de l'électrodynamique quantique où le Higgs n'intervient pas du tout. Celui-ci n'est apparu dans la théorie que lorsqu'on a commencé à construire une théorie de l'interaction faible (on n'arrivait pas à expliquer pourquoi l'équivalent du photon : les bosons W et Z, avaient une masse. Si on ajoutait une masse, la théorie devenait "non renormalisable" = inutilisable). Donc quand on a commencé à expliquer les processus comme le Bremsstrahlung on ne connaissait même pas le Higgs du tout. On en était même loin. Ce qui n'a pas empêché de construire une théorie de l'électrodynamique quantique extrêmement puissante (et même la théorie la plus précise de tous les temps).

(**) D'ailleurs les collisions de protons c'est casse bonbon. C'est pas des particules élémentaires (ils sont composés de quarks et gluons). Et les collisions donc beaucoup plus compliquées => des calculs affreux (ont dit parfois que les collisions ne sont pas "propres" au sens "très sales" ). Mais pour atteindre une énergie suffisante les physiciens n"avaient pas le choix (pour des raisons techniques liées aux accélérateurs circulaires comme le LHC). Les futurs grands accélérateurs linéaires devraient revenir a des collisions d'électrons. Beaucoup plus faciles à calculer.

Donc si je suis ton raisonnement dans un trou noir au départ on a après bien de péripéties on a un cœur de Fer entourant un peu tout.

Oui mais vraiment pas longtemps. La gravité est telle que ça s'effondre très vite (typiquement un millième de seconde) pour donner une soupe de quarks et au final un état qu'on ne sait même pas bien décrire (la théorie pour le faire manque encore).

Mais comme tenu des energies il est donc possible que l'on ait les mêmes phénomènes qu'au LHC une redistribution aléatoire de particules dans le cœur qui ensuite selon la masse du TN vont donner un e étoile à neutron et peut un trou noir.

Ben, non, rien à voir. Enfin, pas comme tu sembles le décrire en tout cas.

Dans ce cas-là je comprendrais mieux

Ca, ça serait une première

et il n'y aurait aucun paradoxe.

Non, il n'y en a aucun, quoi que tu en penses. C'est juste toi qui ne comprend pas. "Daniel ne comprend pas" n'est pas synonyme de "paradoxe" sais-tu !

[Daniel1958]

re

Citation Envoyé par Daniel1958 Voir le message
Bon la transition IMO doit passer par un stade énergétique qui redistribue les cartes via le champ de Higgs.
Tus viens de tenter la plus grosse sottise de 2023 ? Désolé, mais je n'ai pas de médaille sous la main.

Je m'exprime mal. Avec moi il ne faut pas le voir mot à mot mais l'aspect global

Disons que je voyais pour simplifier que face l'Energie cinétique relativiste, l'énergie de répulsion la charge était insignifiante à ce niveau. L'Energie du choc crée sous forme de photons était aussitôt transformée en nouvelles particules.
Le chef de labo m'avais dit que le Champ de Higg's intervenait là.

Cet aspect-là je l'ignorais

Et cette création est possible grâce au fait qu'il y a un couplage entre champ électromagnétique et charge électrique (couplage qu'on voit au niveau classique das les équations de Maxwell, typiquement celle venant de

Je pensais que c'était comme le Bing bang (décrit comme lié à la chaleur et au niveau énergétique sans autres précisions sur les couplages et photofissions). Je n'ai quasiment aucune connaissance en EM hormis l'explications des quatre lois de Maxwell et celle de Coulomb.

Mais comme tenu des energies il est donc possible que l'on ait les mêmes phénomènes qu'au LHC une redistribution aléatoire de particules dans le cœur qui ensuite selon la masse du TN vont donner une étoile à neutron et peut un trou noir.

Oui mais vraiment pas longtemps. La gravité est telle que ça s'effondre très vite (typiquement un millième de seconde) pour donner une soupe de quarks et au final un état qu'on ne sait même pas bien décrire (la théorie pour le faire manque encore

Ben finalement cela répond à mon paradoxe (gigantisme des forces et temps ultras courts)

Ben aujourd'hui tu m'as appris des choses sur des forces que je ne pensais pas possibles (bien que cela soit de l'énergie finalement) à ces niveaux

Cordialement

[Deedee81]

Je m'exprime mal. Avec moi il ne faut pas le voir mot à mot mais l'aspect global

Difficile de voir l'aspect global si mot à mot ça ne veut rien dire (ou si c'est absurde).

L'Energie du choc crée sous forme de photons était aussitôt transformée en nouvelles particules.

Non, c'est FAUX. Relit ce que j'ai expliqué.

Le chef de labo m'avais dit que le Champ de Higg's intervenait là.

C'est normal, tu comprends tout de travers.

Cet aspect-là je l'ignorais

Non, sans rire

le Bing bang

Même dans une phrase sans queue ni tête ça reste toujours aussi comique de lire ça (qu'est-ce que je disais : tu pisses les âneries aux km et tu ne te relis pas).

Ben finalement cela répond à mon paradoxe (gigantisme des forces et temps ultras courts)

En grand cette fois :
Il n'y a pas de paradoxe.

[Deedee81]

Bon là je ferme les deux discussions. Car clairement tu as besoin de prendre du repos.

Soit tu es dans une phase délirante, soit ayant épuisé des sujets tu ne sais pas t'arrêter et tu continues en déblatérant des messages inutiles et sans queue ni tête.
Mais en tout état de cause, ça doit s'arrêter.