Trou noirs suppermassifs, erreurs de Wiki?

[teylim567]

Coriger moi si je ne me trompe mais sur le site http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_supermassif

L'explication des propirétées d'un trou noir supermassif me parrait très érronée :

Par comparaison avec un trou noir stellaire, la densité moyenne d’un trou noir supermassif peut en fait être très faible (parfois plus faible que celle de l’eau). Cela s’explique par le fait que le rayon de Schwarzschild du trou noir croît corrélativement avec la masse, ce qui induit que la densité décroît selon le carré de la masse : plus le trou noir est grand, plus sa densité moyenne chute, même si sa masse croît sans limite. Autre fait notable, les forces de marées sont négligeables au voisinage de l’horizon des événements d’un trou noir supermassif, car la singularité gravitationnelle centrale en est très éloignée. Ce qui fait qu’un explorateur s’approchant d’un trou noir supermassif ne ressentirait rien de particulier lors de son franchissement de l’horizon.

Le pire c'est le bout du texte qui explique qu'un explorateur ne ressentirait rien de particulier lors du franchissement de l'horizon des évenements alors que la lumiere ne peut elle-meme s'en échapper, Corriger moi si je me trompe mais la taille d'un trou noir constitue sa singularitée et non l'horizon des évenements donc pour la densité aussi je crois qu'il y a forte erreur

Svp éclairer moi car le peu de connaissances que je possède me force a considerer ce texte comme absurde
Pourtant je l'ai retrouvé dans 2 encyclopédies différentes
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[Deedee81]

Salut,

Coriger moi si je ne me trompe

Oui, tu te trompes. L'explication qu'ils donnent est correcte.

Le pire c'est le bout du texte qui explique qu'un explorateur ne ressentirait rien de particulier lors du franchissement de l'horizon des évenements alors que la lumiere ne peut elle-meme s'en échapper,

Ca ne veut pas dire qu'il ressentirait quelque chose. Les seuls effets physiques qu'un observateur (en chute libre ou pas) peut ressentir ce sont les effets de marrée (ils sont reliés directement à la courbure, le tenseur de Rieman-Chistofel). Et ils sont très faibles à l'horizon et, plus encore, ils ne varient pas brusquement en ce point. Ils augmentent progressivement.

Tout au plus pourrait-il remarquer quelque chose s'il regarde sa position par rapport aux objets lointains et qu'il essaie de faire demi-tour.

Oui, une fois l'horizon passé il tombe inexorablement même avec ses fusées à fond. Mas ça ne veut pas dire qu'il ressent quelque chose puisque tout son corps tombe à la même vitesse (comme dans la fameuse expérience de Galilée). S'il tombe en chute libre il serait même en apesanteur !!!! Y a pas plus calme comme situation que l'apesanteur (c'est le cas aussi de ceux qui font de la chute libre ou en montagne russe quand le wagonnet commence à chuter, c'est pour cela qu'on a l'impression que l'estomac remonte : il n'est pas poussé vers le haut, il flotte en apesanteur !)

Il ne resentira quelque chose que si sa tête et ses pieds (disons qu'il plonge la tête la première) subissent une accélération différente (en RG on parle plutôt de "déviation géodésique"). Ce sont justement ces fameux effets de marrée !

L'hiorizon n'est pas un lieu matériel, c'est juste un lieu géométrique particulier, au-delà toutes les géodésiques mènent vers le centre. Pour faire une analogie un peu bizarre : ce n'est pas parceque arrivé à un carrefour toutes les routes mènent vers Rome que l'on va subir un choc à ce carrefour, directions n'est pas synonyme de nids de poules

Corriger moi si je me trompe mais la taille d'un trou noir constitue sa singularitée et non l'horizon des évenements donc pour la densité aussi je crois qu'il y a forte erreur

Par taille on parle habituellement de la taille de l'horizon, pas de la singularité (qui n'est qu'un point). Puisque un observateur extérieur verrait le trou noir comme une grosse tache noire sur le ciel étoilé (avec un bord très lumineux à cause de la déviation des rayons lumineux). L'horizon n'est lui-même pas une singularité (sauf dans certaines coordonnées, par exemple les coordonnées de Schwartzchild, dans les coordonnées de Kruskal-Szekeres, l'horizon n'a rien de spécial).

Un trou noir c'est surtout du vide. Mais on peut quand même parler de sa densité moyenne (la masse totale, contenue dans la singularité, divisée par le volume sous l'horizon). Ils précisent bien "moyenne" dans Wiki. C'est aussi la densité d'une éventuelle étoile homogène se transformant en ce trou noir juste avant l'apparition de l'horizon des événements.

D'une manière générale, les trous noirs ne sont pas des objets faciles à comprendre vu la situation quelque peu extrême (dû à la courbure de l'espace-temps) extrême).

[teylim567]

Merci pour cette réponse claire

[Rincevent]

salut,

L'explication qu'ils donnent est correcte.

oui mais non

parler de la densité d'un trou noir ça n'a pas de sens...

[A voir en vidéo sur Futura]

[teylim567]

salut,



oui mais non

parler de la densité d'un trou noir ça n'a pas de sens...

Les TN sont eux-même un non-sens dans leurs définition, cependant bon nombre de théories s'entendent sur le fait que la singularité possede une masse dont la densité est supérieure a notre pensée, la taille de cette singularité étant infime, et l'espace entre la singularité et l'horizon des événements etant d'une taille immense dont la densité est de valleur quasi-nulle,la densité moyenne d'un TN ne peux que suivre une corrélation directe avec la différence de taille entre l'horizon et la singularité, Il va de soi que ce ne sont que des théories certes mais a une certaine époque, la possibilitée de franchir le mur du son n'était elle même qu'une théorie.

[Alhec]

salut,



oui mais non

parler de la densité d'un trou noir ça n'a pas de sens...

On m'avait toujours dit qu'un trou noir, c'était par exemple un corps de la masse du soleil dans le volume d'une balle de ping-pong, donc un corps très dense. On m'a encore raconté des conneries donc (journaux de vulgarisation en carton tiens)

[teylim567]

Non tu as raison sur la balle de ping-pong, cependant cette balle de pingpong représente seulement la singularité, Or la taille totale d'un TN comprend la singularité et l'horizon des événements qu'elle crée, Le volume de l'horizon des événement est a suposé vide et ta balle de ping pong en augmentant de masse, elle fait augmenter de façon exponnentielle la taille de l'horizon

[invitec7c23c92]

Non, pas du tout de façon exponentielle.

Le rayon de l'horizon (rayon de Schwarzschild) augmente proportionnellement à la masse.

[teylim567]

voici une belle référence a contester en ce cas
http://fr.wikipedia.org/wiki/Horizon...v%C3%A9nements

une constante exponentielle est une proportion

[Rincevent]

Les TN sont eux-même un non-sens dans leurs définition,

bah, non, ils sont très bien définis...

cependant bon nombre de théories s'entendent sur le fait que la singularité possede une masse dont la densité est supérieure a notre pensée, la taille de cette singularité étant infime, et l'espace entre la singularité et l'horizon des événements etant d'une taille immense dont la densité est de valleur quasi-nulle,la densité moyenne d'un TN ne peux que suivre une corrélation directe avec la différence de taille entre l'horizon et la singularité, Il va de soi que ce ne sont que des théories certes mais a une certaine époque, la possibilitée de franchir le mur du son n'était elle même qu'une théorie.

calcule-moi la densité d'un trou noir de Schwarzschild et on en rediscute

on peut parler de la densité d'un "hypothétique trou noir dans lequel la gravité quantique aurait fait son job", mais un tel objet n'existe pas encore du point de vue théorique. Et si, pour en rester à ce que l'on connait, on se place en RG, la densité d'un trou noir n'a pas de sens. Mais sa masse et la surface de son horizon, si.

[erik]

voici une belle référence a contester en ce cas
http://fr.wikipedia.org/wiki/Horizon...v%C3%A9nements

Sur la page de wiki que tu indiques il est bien noté que :



Le rayon est bien proportionnel à la masse comme le disait telchar.

une constante exponentielle est une proportion

Je ne comprend pas du tout cette phrase.

[Rincevent]

Le rayon est bien proportionnel à la masse comme le disait telchar.

c'est effectivement vrai... mais quand on dit ça, il faut comprendre que l'on appelle "rayon" la circonférence divisée par 2 pi et pas la "distance" entre l'horizon et un "point au centre" [surtout dans le cas de Schwarzschild]... c'est uniquement dans une "image newtonienne bien éloignée de la description relativiste" que l'on peut confondre ces deux choses...

[GillesH38a]

d'accord avec Rincevent, et le problème vient au fond que le trou noir n'est pas une structure statique comme on se l'imagine de l'extérieur, mais une géométrie dynamique en effondrement (ça se voit du fait que la métrique ne dépend effectivement que de r et pas de t, r est quand même une coordonnée temporelle en dessous de l'horizon et donc la métrique dépend du temps. En éliminant la singularité fictive de l'horizon, on voit forcément apparaitre une dépendance temporelle explicite.)

Parler de sa densité n'a donc de sens réel, on ne peut parler que de la densité équivalente d'un objet hypothétique classique de même masse et de rayon Rg, à la rigueur (et là le wiki est correct)

[Deedee81]

Salut,

Parler de sa densité n'a donc de sens réel, on ne peut parler que de la densité équivalente d'un objet hypothétique classique de même masse et de rayon Rg, à la rigueur (et là le wiki est correct)

C'est en effet dans ce sens là que je l'entendais aussi.

Je suis d'accord aussi avec les explications de Rincevent.

[JPL]

Je voudrais poser une question à Rincevent et Gilles : ne peut-il y avoir une certaine différence entre un trou noir, objet mathématique donc abstrait (Kerr, Schwarzschild...) et un trou noir réel qui n'en serait qu'une approximation.

En expliquant très lentement à un ex-biologiste.

[Rincevent]

salut,

ne peut-il y avoir une certaine différence entre un trou noir, objet mathématique donc abstrait (Kerr, Schwarzschild...) et un trou noir réel qui n'en serait qu'une approximation.

si, si, évidemment... c'est même une des choses qui font que la densité d'un trou noir n'est pas un truc bien défini...

il y a plusieurs raisons de distinguer le véritable objet physique du trou noir sur le papier :

- le trou noir sur le papier dépend de la théorie. Pour la RG, l'intérieur est bien défini, mais possède une singularité. Celle-ci pose divers problèmes, entre autres pour définir la densité [mais faut bien voir que ce qui définit le trou noir en tant qu'objet physique, c'est sa masse et la surface de son horizon, grandeurs mesurables depuis l'extérieur et proprement définies mathématiquement]. Si tu veux décrire l'intérieur et te débarrasser de la singularité, faut utiliser une description quantique de la gravitation... diverses tentatives de théories (comme les cordes ou la LQG) proposent alors des descriptions différentes [d'où une des raisons pour lesquelles la densité est un concept maladroit dans ce cadre]

- les trous noirs de S ou de K sont stationnaires : ils décrivent des objets ayant toujours existé et qui le feront éternellement. Un véritable trou noir sera issu d'autre chose (par exemple d'une étoile massive) et cela change beaucoup de choses pour ce qui se passe à l'intérieur de l'horizon (mais pas à l'extérieur, ce qui tombe bien car c'est cela que l'on peut observer le plus facilement). Par exemple, on peut montrer qu'en RG l'intérieur de la solution de Kerr, celle qui est la plus "réaliste" car incluant de la rotation, est instable : si tu fais tomber le moindre truc dans ton trou noir, l'intérieur change énormément... et je passe sur le fait que cette solution prévoit aussi l'existence de trucs non-physiques comme des courbes fermées du genre-temps (qui violent la causalité). Mais cela n'est pas un véritable problème : l'intérieur de l'horizon nous est inacessible par définition et l'extérieur, ce qui est mesurable donc, n'est pas influencé par cela (en première approximation : si tu veux rentrer dans une description qui soit suffisamment précise pour prendre en compte des effets quantiques ce n'est plus le cas).

En expliquant très lentement à un ex-biologiste.

d'ex-biologiste tu es peut-être devenu physicien

[GillesH38a]

en même temps, et paradoxalement, la même théorie dit que vu de l'extérieur, tous les trous noirs se ressemblent ... enfin on peut les caractériser par seulement trois quantités , leur masse, leur moment cinétique, et leur charge électrique (très probablement négligeable dans les objets astrophysiques). Donc vu d'en dehors de l'horizon, les trous noirs "réels" sont indiscernables des trous noirs théoriques de S ou de K... !