Durée de vie d'un trou noir: fascinant!

[tolan]

Bonjour,
J'ai honte mais j'ai posé deux questions à Gemini (IA)

Je suis fasciné par l'histoire de l'espace-temps qui varie selon le référentiel.
J'ai donc voulu savoir si le soleil, qu'on nous dit avoir une durée de vie de 10 milliards d'années, ne vivrait-il pas beaucoup moins de temps dans son propre référentiel.
Gemini m'a expliqué qu'il y a en effet une petite différence, mais très négligeable car le soleil ne déforme pas assez l'espace-temps.
Du coup, j'ai posé la même question pour un trou noir.
Et je suis surpris, mais c'est logique finalement, pour quelqu'un qui serait "immobile" au dessus de l'horizon des événements, le trou noir mourrait quasi instantanément et de plus verrait la fin de l'univers et pour quelqu'un qui tomberait dedans, cela se ferait de quelques micro-secondes et quelques minutes selon la masse du trou noir.

Si Gemini a raison, cela voudrait dire que les trous noirs n'existent pas vraiment puisque qu'ils naissent et meurent pratiquement instantanément. Même si gemini m'a précisé que "Contrairement à une étoile, un trou noir n’a pas de référentiel propre unique parce qu’il n’est pas un objet physique solide sur lequel on peut poser une horloge. C'est une région d'espace-temps extrêmement déformée."
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[Lansberg]

Bonjour,

Si Gemini a raison, cela voudrait dire que les trous noirs n'existent pas vraiment puisque qu'ils naissent et meurent pratiquement instantanément.

Ce que ça montre surtout, c'est que le trou noir n'a pas de durée de vie précise puisque ça dépend de la situation de l'observateur (et de son horloge). Ceci dit, dans ce contexte, la durée de vie d'une étoile ou de l'univers n'est pas non plus définie.
Ça reste une expérience de pensée en supposant qu'on puisse se maintenir près de l'horizon d'un trou noir ce qui oblige de supprimer des contraintes (rayonnement de Hawking, température...).

Quant à voir naitre et mourir un trou noir presque instantanément (en étant très près de l'horizon), il faut des conditions mathématiques drastiques qui ne correspondent à aucune réalité physique.

[tolan]

Quant à voir naitre et mourir un trou noir presque instantanément (en étant très près de l'horizon), il faut des conditions mathématiques drastiques qui ne correspondent à aucune réalité physique.

Mais du point de vue du trou noir ou les choses qui le composent, on peut dire que la réalité n'existe plus. Quand on arrive à la singularité, il n'y a plus d'espace-temps.
Que devient toute la matière qui le compose?
On a l'impression que c'est vraiment l'inverse du big bang dans son évolution!

[Lansberg]

Pour nous , observateurs extérieurs, un trou noir est une région où l'espace-temps est courbé, sans matière visible.
La singularité n'est qu'un artefact qui montre les limites de la relativité générale. La réalité physique est sûrement tout autre. De nombreuses théories font "sauter" cette singularité, dont celle, bien médiatisée, du trou de ver. Rien ne dit que la matière n'existe pas dans un trou noir, dans un état plus dégénéré que dans une étoile à neutrons. La gravitation quantique à boucles exclut toute singularité tout en quantifiant l'espace-temps lui-même, et la matière continue d'exister mais doit être décrite dans ce cadre très particulier de gravitation quantique.
Pour résumer, ce qui se passe dans un trou noir nous est pour l'instant mystérieux.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tolan]

Pourquoi ne pas vouloir "accepter" la singularité tout comme l'a été le moment du big bang?

Inventer la théorie du trou de ver décrédibilise la science.
Je préfère que la science et les scientifiques disent "on ne sait pas mais on cherche".
Sinon, autant croire en Dieu, cela ne me semble pas plus grotesque!

[Gilgamesh]

Pourquoi ne pas vouloir "accepter" la singularité tout comme l'a été le moment du big bang?

Inventer la théorie du trou de ver décrédibilise la science.
Je préfère que la science et les scientifiques disent "on ne sait pas mais on cherche".
Sinon, autant croire en Dieu, cela ne me semble pas plus grotesque!

Le mot singularité vient des mathématiques et désigne un point mal ou pas défini, comme par exemple le point d’intersection de la courbe 1/x avec l’axe des ordonnées.

Extrait de cette thèse : Singularité de Quentin Rodriguez :
On parle plus précisément de singularité mathématique lorsqu’une fonction n’est plus proprement définie en un point. Elle peut par exemple présenter une discontinuité en « sautant » abruptement d’une valeur à une autre. Elle peut également diverger, lorsque les valeurs se mettent à croître indéfiniment jusqu’à ce que la fonction « disparaisse » à l’infini à l’endroit de la singularité.

C’est ce sens qu’elle conserve en physique théorique, avec cette différence essentielle que, en mathématiques, la singularité ne constitue pas en soi un manque de connaissance. Elle peut éventuellement se résoudre en utilisant un autre formalisme, mais la singularité 1/0 ne constitue pas un défaut de l’arithmétique. Tandis qu’en physique, c’est un défaut, un manque à combler. C'est « inacceptable ». L’apparition de la singularité peut être vue comme un signal d’alarme de la théorie, qui indique qu’on quitte à cet endroit son domaine de validité. Cela n’indique pas qu’il n’y a plus rien d’intelligible à chercher. C’est vrai pour le Big Bang comme pour les trous noirs, pour des raisons très similaires.

Tout ce que cela indique, c’est qu’on entre dans un autre domaine au plan de la physique. Pas forcément qu’il faille changer de théorie physique (changement législatif), mais a minima qu’il faut ajouter un nouvel ingrédient pour que cela fonctionne (changement ontologique). Par exemple, un changement d’état du vide pour le Big Bang.

Et donc, toutes les tentatives permettant de combler ce manque de connaissance en le replaçant dans un cadre intelligible, par exemple postuler un trou de ver à la place de ce point béant, constituent de la « bonne science ». Même si, bien sûr, ça reste aujourd'hui tout à fait spéculatif.

[tolan]

Merci pour toutes ces explications!

[Lansberg]

Inventer la théorie du trou de ver décrédibilise la science.

???
C'est tout à fait scientifique puisque c'est une possibilité déduite de la relativité générale. Ça ne veut pas dire que c'est la solution.