Trou noir, référentiel et propagation d’un champ gravitationnel

[Amanuensis]

Pas sur de comprendre si la défaillance est dans le nom du physicien, ou sur la discussion, dans le doute je mets quand même le blog:
https://motls.blogspot.com/

Merci, c'est bien ça! La défaillance était sur tout à la fois... Je n'ai plus vingt ans!

L'entrée que je cherchais (qui a déjà été donnée en lien dans des discussions passées) est https://motls.blogspot.com/2008/11/w...nto-black.html

Et la carte en question est https://lh6.ggpht.com/lubos.motl/SGK...se-diagram.JPG

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Bref, pour comprendre un «trou noir», le texte de Motl est excellent. Mais en anglais. Sauf que ce n'est pas la difficulté principale, qui est de comprendre ce genre de «carte»...
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[Diplomate]

Si il y a consensus sur ce qui a été dit ici par les intervenants qui connaissent le sujet.

Consensus sur ce fil? Je n'ai pas l'impression, car les intervenants qui connaissent le sujet ne sont pas entièrement d'accord, sans se le dire, sur certains points et concepts d'un trou noir.
Mais quoi de plus normal lorsque l'on reconnait que le sujet divise les scientifiques depuis plusieurs décennies non? Einstein ne croyait même pas en l'existence de ces objets pourtant découlant naturellement de sa théorie.

Mais dans la vulgarisation, on ne rentre parfois pas à ce niveau de détail parce que c'est très contre-intuitif.
Alors que l'image fausse du "puit sans fond dans l'espace-temps" ou du "monstre énorme qui avale tout" ou de "l'horizon dont nul ne revient", ça fait des titres accrocheurs et des images qui marquent.

Ca je comprend, c'est bien entres autres pour ça que j'ai ouvert cette discussion.

[pm42]

Consensus sur ce fil? Je n'ai pas l'impression, car les intervenants qui connaissent le sujet ne sont pas entièrement d'accord, sans se le dire, sur certains points et concepts d'un trou noir.

Peux tu donner un exemple ? Je n'ai pas cette impression.

Mais quoi de plus normal lorsque l'on reconnait que le sujet divise les scientifiques depuis plusieurs décennies non?

Là aussi, peux tu donner des exemples ? Parce que le sujet ne divise pas vraiment à ma connaissance. On a un modèle théorique, on a des observations qui correspondent bien et actuellement, de la recherche pour observer plus précisément.

Einstein ne croyait même pas en l'existence de ces objets pourtant découlant naturellement de sa théorie.

Einstein croyait aussi que l'Univers était statique et autres : ses croyances ne sont pas forcément des vérités.
et depuis l'époque où il faisait de la recherche, il s'est passé pas mal de temps et la recherche a progressée.

[Diplomate]

Il ne finit pas par se former du point de vue d'un observateur extérieur.

Je n'ai pas les détails mais dans le cadre de trou noir de Kerr, ce qui vraisemblablement doit à la majorité des vrais trous noirs de la nature pas ceux de l'imaginaire, la metrique permet de montrer qu'un observateur franchi bien l'horizon en un temps fini.
"Franchi" donc celui ci existe bien un jour, et "en un temps fini", ce qui rentre en total contradiction avec ce qu'on peut lire sur certaines réponses ici, car jamais et infiniment est fondamentalement différent de dans un temps ou pendant une durée extrêmement longue. Paradoxe?

Pour en revenir à l'article Futura précédemment mentionné, est ce qu'on peut dire que des chercheurs et scientifiques "connaissent le sujet" au même titre que les intervenants ici?
Et dans cet article ou d'autre ils parlent bien d'horizons, tentent des observations, indirecte, de l'horizon du (présumé?) trou noir au centre de notre galaxie.


Autre point qui ne fait pas du tout consensus également: le rayonnement de Hawking. Cette théorie suggèrent que la paire de particule virtuelle émergent du vide quantique suffisamment près de l'horizon est brisé, ce qui engendre tout pleins d'effets, mais ce que je veux surtout souligner, c'est que cette effet n'existe qu'avec un horizon des événements, les scientifiques n'hésitent pas à parler de "l'horizon".
Alors sans même parler du fait que cet effet serait de toute façon reporté dans des milliards d'années lorsque la température du rayonnement fossile aura significativement baissé, mais si l'horizon n'arrive jamais, pourquoi les scientifiques ne disent pas carrément que cet effet n'arrivera tout simplement jamais?

[Diplomate]

Peux tu donner un exemple ? Je n'ai pas cette impression.


Là aussi, peux tu donner des exemples ? Parce que le sujet ne divise pas vraiment à ma connaissance. On a un modèle théorique, on a des observations qui correspondent bien et actuellement, de la recherche pour observer plus précisément.


Einstein croyait aussi que l'Univers était statique et autres : ses croyances ne sont pas forcément des vérités.
et depuis l'époque où il faisait de la recherche, il s'est passé pas mal de temps et la recherche a progressée.

Etant illégitime pour parler correctement de la relativité générale ou des trous noirs je m'en remets aux intervenants de ce forum et plus particulièrement de ce fil, aux vulgarisateurs...non en fait ceux là j'ai arreté (j'exagère), et aux articles de science, néanmoins j'essais juste de rentrer dans les détails assez troubles et problématiques qui entourent ce concept de trou noir dans toute son intégralité.

Concernant la sensation de non consensus dans ce fil ou dans la communauté scientifique, je me trompe peut-être, et dès que j'aurai un peu de temps j'irai récolter ces divergences, si elles existent du coup.

[Amanuensis]

il y a consensus sur ce qui a été dit ici par les intervenants qui connaissent le sujet.

Pour que l'affirmation soit décidable, faudrait préciser la notion de «intervenants qui connaissent le sujet». Je suspecte qu'il n'y a pas consensus sur la liste des participants qui connaissent le sujet. En conséquence, on ne peut pas confirmer ou infirmer consensuellement l'affirmation.

Ceci dit, oublions le qualificatif. Je serais aussi intéressé par un exemple objectif et précis de dissension dans ce fil, sans échappatoire vers des généralités sortant du cadre de ce qui a été discuté jusqu'alors.

dès que j'aurai un peu de temps j'irai récolter ces divergences

Essayer comprendre les bases consensuelles serait un meilleur usage de ce temps.

[Diplomate]

Pour que l'affirmation soit décidable, faudrait préciser la notion de «intervenants qui connaissent le sujet». Je suspecte qu'il n'y a pas consensus sur la liste des participants qui connaissent le sujet. En conséquence, on ne peut pas confirmer ou infirmer consensuellement l'affirmation.

Ce n'est pas moi qui a fait intervenir cette notion de "intervenants qui connaissent le sujet", si tu veux plus de précision peut-être devrais tu le demander à la bonne personne, à moins qu'il s'agisse d'une question général de ta part et dans ce cas je trouve que c'est pas si évident de prétendre des choses les uns sur les autres sans savoir précisément qui est légitime et qualifier pour répondre aux questions cosmologiques ou astrophysiques soulevées, la seul chose que je peux dire c'est que moi je ne le suis pas. Je tente d'avancer entre les articles de sciences et les forums.

Ceci dit, oublions le qualificatif. Je serais aussi intéressé par un exemple objectif et précis de dissension dans ce fil, sans échappatoire vers des généralités sortant du cadre de ce qui a été discuté jusqu'alors.

En parlant d'échappatoire, certaines remarques et questions sur le trou noir de Kerr, l'horizon et le rayonnement Hawking de mes précédents posts ne t'ont pas fait réagir.
Mais en lisant ceci:

Essayer comprendre les bases consensuelles serait un meilleur usage de ce temps.

je me dis que tu as certainement un meilleur usage de temps en perspective. Mais je prend note de la remarque même si tout jugement de valeur (meilleur ou moins bon) de l'usage d'un temps d'une personne pour telle ou telle activité me paraît relever de la subjectivité.

[mach3]

Quelques remarques, en remontant le temps :

Concernant la sensation de non consensus dans ce fil ou dans la communauté scientifique, je me trompe peut-être, et dès que j'aurai un peu de temps j'irai récolter ces divergences, si elles existent du coup.

Cette sensation vient des difficultés de vocabulaire et de conceptualisation pour des esprits formatés par défaut sur un mode physique classique (cela touche tout le monde, les scientifiques ne sont pas épargnés). Les ambiguïtés cessent quand on va dans le formalisme plutôt que d'utiliser des mots mal taillés, mais ça devient plutôt velu du coup. Chaque intervenant (pour peu qu'ils aient à peu près tous la même compréhension, ce qui n'est pas forcément évident car le sujet est pour le moins difficile) y va plus ou moins de sa propre adaptation pour formuler ce qu'il a compris en langage courant. Ce qui peut donner une illusion de contradiction alors que tous sont d'accord (en principe, pas interdit de se planter, c'est un sujet difficile comme déjà dit) est veulent dire la même chose.

Autre point qui ne fait pas du tout consensus également: le rayonnement de Hawking. Cette théorie suggèrent que la paire de particule virtuelle émergent du vide quantique suffisamment près de l'horizon est brisé, ce qui engendre tout pleins d'effets, mais ce que je veux surtout souligner, c'est que cette effet n'existe qu'avec un horizon des événements, les scientifiques n'hésitent pas à parler de "l'horizon".
Alors sans même parler du fait que cet effet serait de toute façon reporté dans des milliards d'années lorsque la température du rayonnement fossile aura significativement baissé, mais si l'horizon n'arrive jamais, pourquoi les scientifiques ne disent pas carrément que cet effet n'arrivera tout simplement jamais?

De ce que j'en comprend, ce phénomène se produit en des évènements arbitrairement proches de l'horizon, mais pas à l'horizon ou sous/après l'horizon. La création de paire responsable se produit nécessairement en un évènement qui n'a pas l'horizon dans son cône passé, sans quoi les deux particules de la paire finiraient à la singularité. Elle ne peut pas se produire trop loin de l'horizon, sinon, la paire s'annihilerait avant qu'une des deux particules n'atteigne l'horizon.
En pratique, capter le rayonnement de Hawking (ce qui n'est pas demain la veille), ce n'est pas observer l'horizon, mais des évènements arbitrairement proche de lui.

Je n'ai pas les détails mais dans le cadre de trou noir de Kerr, ce qui vraisemblablement doit à la majorité des vrais trous noirs de la nature pas ceux de l'imaginaire, la metrique permet de montrer qu'un observateur franchi bien l'horizon en un temps fini.
"Franchi" donc celui ci existe bien un jour, et "en un temps fini", ce qui rentre en total contradiction avec ce qu'on peut lire sur certaines réponses ici, car jamais et infiniment est fondamentalement différent de dans un temps ou pendant une durée extrêmement longue. Paradoxe?

Un observateur chutant atteint l'horizon (et aussi la singularité) en un temps fini sur sa montre à lui (que ce soit Kerr ou Schwarzschild), mais un observateur extérieur ne peut que voir l'observateur s'immobiliser, rougir et s'estomper (Doppler gravitationnel), au fur et à mesure que les évènements qu'il perçoit sont proches de l'horizon. Il ne percevra jamais l'évènement de passage de l'horizon, ni les évènements qui suivent, à moins de plonger lui-même dans le trou noir.
En considérant l'observation, c'est à dire ce qu'on peut voir avec ses yeux (ou un instrument quelconque), l'horizon et les évènements qui suivent sont définitivement hors champ tant qu'on ne plonge pas soi-même. On a l'habitude de se reconstruire l'espace a posteriori en physique classique, genre tel évènement situé à d, qu'on a vu à une date t, a dû se produire à la date t-d/c, et on a envie de faire la même chose pour un trou noir et donc on pense que les évènements post-horizon pourraient être "contemporain", d'événements locaux. Genre : "je vois cette étoile tomber dans le trou noir, c'est à 100 000 années-lumière, donc ça fait 100 000 ans que l'étoile est dans le trou noir". Ca ne marche pas. Ca ne fait pas sens. On peut, à la rigueur, considérer que la coordonnée t de Schwarzschild (ou de Kerr) constitue un substitut au temps absolu pour faire la reconstruction, mais dans ce cas, les objets atteignent l'horizon à une date infinie dans le futur pour l'observateur extérieur, et les évènements situé après l'horizon n'ont pas de date définie (une date plus grande que l'infini...).

Et un article futura intéressant vient de tomber:
https://www.futura-sciences.com/scie...galaxies-9885/

L'article parle bien d'horizons concernant les trous noirs, il semble bien parler de trous noirs aboutis. J'ai la sensation qu'il n'y a pas vraiment de consensus concernant ces monstres cosmiques.

Tout ce dont il est question, c'est d'émission d'ondes gravitationnelles depuis des évènements qui sont avant l'un des deux horizons (un trou noir de Kerr présente deux horizons) et qui sont donc perceptibles, mais dont les caractéristiques dépendent de l'évolution de la région qui les émet (donc de la formation de l'horizon, même si celle-ci ne peut pas être observée).

Il y avait eu une news dans la même veine, ou en analysant la lumière émise par une étoile chutant sur le trou noir ou pouvait trancher entre un astre extrêmement dense (genre avec un rayon à peine supérieur à son rayon de Schwarzschild) mais avec une surface en dur et un trou noir. En effet, dans le premier cas, la matière de l'étoile finira par s'écraser sur la surface en une durée finie pour l'observateur distant, générant un signal avec une signature bien particulière, alors que dans l'autre cas, on ne verra pas d'écrasement (vu que la pénétration de l'horizon ne peut être perçue qu'après une durée infinie).

Il est toujours question de repérer une configuration d'un astre qui selon la théorie va mener à la création d'un horizon, création à laquelle on assistera pas, mais dont la venue inéluctable (la formation de l'horizon est en quelque sorte encodée dans la structure de l'espace-temps dans la zone qui précède, un peu comme-ci c'était écrit d'avance) génère des signatures caractéristiques.

m@ch3

[Diplomate]

Merci, c'est bien ça! La défaillance était sur tout à la fois... Je n'ai plus vingt ans!

L'entrée que je cherchais (qui a déjà été donnée en lien dans des discussions passées) est https://motls.blogspot.com/2008/11/w...nto-black.html

Et la carte en question est https://lh6.ggpht.com/lubos.motl/SGK...se-diagram.JPG

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Bref, pour comprendre un «trou noir», le texte de Motl est excellent. Mais en anglais. Sauf que ce n'est pas la difficulté principale, qui est de comprendre ce genre de «carte»...

Et merci pour ce lien, j'irai très sincèrement voir de plus près de quoi il s'agit.

[Diplomate]

Quelques remarques, en remontant le temps :



Cette sensation vient des difficultés de vocabulaire et de conceptualisation pour des esprits formatés par défaut sur un mode physique classique (cela touche tout le monde, les scientifiques ne sont pas épargnés). Les ambiguïtés cessent quand on va dans le formalisme plutôt que d'utiliser des mots mal taillés, mais ça devient plutôt velu du coup. Chaque intervenant (pour peu qu'ils aient à peu près tous la même compréhension, ce qui n'est pas forcément évident car le sujet est pour le moins difficile) y va plus ou moins de sa propre adaptation pour formuler ce qu'il a compris en langage courant. Ce qui peut donner une illusion de contradiction alors que tous sont d'accord (en principe, pas interdit de se planter, c'est un sujet difficile comme déjà dit) est veulent dire la même chose.

Merci pour le ton mesuré de ta remarque, et oui je pense que ça doit venir de là, ma tendance à trop vouloir penser l'espace temps de manière classique. Quand les mots manquent il faut peut-être mieux rester dans le formalisme.

De ce que j'en comprend, ce phénomène se produit en des évènements arbitrairement proches de l'horizon, mais pas à l'horizon ou sous/après l'horizon. La création de paire responsable se produit nécessairement en un évènement qui n'a pas l'horizon dans son cône passé, sans quoi les deux particules de la paire finiraient à la singularité. Elle ne peut pas se produire trop loin de l'horizon, sinon, la paire s'annihilerait avant qu'une des deux particules n'atteigne l'horizon.
En pratique, capter le rayonnement de Hawking (ce qui n'est pas demain la veille), ce n'est pas observer l'horizon, mais des évènements arbitrairement proche de lui.

De ce que j'en avais compris, c'était le colossal effet de marée qui conjugué à la frontière de l'horizon provoquait ce genre de phénomènes. C'est à dire que comme les particules de la paire de particule émergente sont intriquées l'effet de marée n'est pas dommageable si loin de l'horizon dans la mesure où ces particules ont le temps et la possibilité de s'annihiler, ce qui ne peut pas être le cas si l'effet de marée à suffisamment d'importance pour que l'une des particules se retrouve sous l'horizon et donc causalement perdu pour sa particule soeur en dehors de l'horizon.
Enfin j'ai peut-être aussi rien compris au phénomène tout simplement.

Un observateur chutant atteint l'horizon (et aussi la singularité) en un temps fini sur sa montre à lui (que ce soit Kerr ou Schwarzschild), mais un observateur extérieur ne peut que voir l'observateur s'immobiliser, rougir et s'estomper (Doppler gravitationnel), au fur et à mesure que les évènements qu'il perçoit sont proches de l'horizon. Il ne percevra jamais l'évènement de passage de l'horizon, ni les événements qui suivent, à moins de plonger lui-même dans le trou noir.
En considérant l'observation, c'est à dire ce qu'on peut voir avec ses yeux (ou un instrument quelconque), l'horizon et les évènements qui suivent sont définitivement hors champ tant qu'on ne plonge pas soi-même. On a l'habitude de se reconstruire l'espace a posteriori en physique classique, genre tel évènement situé à d, qu'on a vu à une date t, a dû se produire à la date t-d/c, et on a envie de faire la même chose pour un trou noir et donc on pense que les évènements post-horizon pourraient être "contemporain", d'événements locaux. Genre : "je vois cette étoile tomber dans le trou noir, c'est à 100 000 années-lumière, donc ça fait 100 000 ans que l'étoile est dans le trou noir". Ca ne marche pas. Ca ne fait pas sens. On peut, à la rigueur, considérer que la coordonnée t de Schwarzschild (ou de Kerr) constitue un substitut au temps absolu pour faire la reconstruction, mais dans ce cas, les objets atteignent l'horizon à une date infinie dans le futur pour l'observateur extérieur, et les événements situé après l'horizon n'ont pas de date définie (une date plus grande que l'infini...).

Là définitivement ça passe pas. Mais c'est moi. Je vois mal comment peut se produire un événement, le franchissement de l'horizon pour un observateur, qui si on attend à l'extérieur en observant le trou noir ad vitam aeternam ne se produit jamais... Je sais que la nature se contrefout de nos considérations conceptuelles mais là j'ai beau être matinal...j'ai mal.

Il y avait eu une news dans la même veine, ou en analysant la lumière émise par une étoile chutant sur le trou noir ou pouvait trancher entre un astre extrêmement dense (genre avec un rayon à peine supérieur à son rayon de Schwarzschild) mais avec une surface en dur et un trou noir. En effet, dans le premier cas, la matière de l'étoile finira par s'écraser sur la surface en une durée finie pour l'observateur distant, générant un signal avec une signature bien particulière, alors que dans l'autre cas, on ne verra pas d'écrasement (vu que la pénétration de l'horizon ne peut être perçue qu'après une durée infinie).

Est ce que l'astre extrêmement dense dont tu parles est le concept de gravastar? Qui n'est pas une étoile remplis de gravats

[Amanuensis]

En parlant d'échappatoire, certaines remarques et questions sur le trou noir de Kerr, l'horizon et le rayonnement Hawking de mes précédents posts ne t'ont pas fait réagir.

Vu le ton de la réponse, je ne vais me gêner pour répondre sur le même ton: vu les manques sur les bases, discuter de ce genre de chose est à mon avis totalement hors champ de ce fil. Mach3 a préféré répondre, moi pas car je ne veux pas concourir à faire partir le fil dans tous les sens, surtout vers la stratosphère.

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Sur ce, pas de pb: Bye. Je laisse à d'autres le soin de répondre sur ce fil s'ils l'estiment utile.

PS: Penser à changer de pseudo...

[mach3]

De ce que j'en avais compris, c'était le colossal effet de marée qui conjugué à la frontière de l'horizon provoquait ce genre de phénomènes. C'est à dire que comme les particules de la paire de particule émergente sont intriquées l'effet de marée n'est pas dommageable si loin de l'horizon dans la mesure où ces particules ont le temps et la possibilité de s'annihiler, ce qui ne peut pas être le cas si l'effet de marée à suffisamment d'importance pour que l'une des particules se retrouve sous l'horizon et donc causalement perdu pour sa particule soeur en dehors de l'horizon.
Enfin j'ai peut-être aussi rien compris au phénomène tout simplement.

En fait, horizon ou pas, il y a ces créations de paires, et selon l'orientation, dans un champ de gravitation, on peut avoir une particule qui tombe et une qui s'échappe. La différence, c'est que si il n'y a pas d'horizon, la particule qui tombe s'écrase sur quelque chose, et ce quelque chose va réémettre, et au final la paire créé sera annulée. Si il y a horizon, jamais rien n'est réémis, vu que la particule qui tombe ne rencontre pas de surface, et du coup la création ne peut pas être soldée, la particule qui s'échappe apparait comme "créée à partir de rien". Après je ne pourrais pas en dire beaucoup plus, c'est un sujet qui m'échappe largement.

Là définitivement ça passe pas. Mais c'est moi. Je vois mal comment peut se produire un événement, le franchissement de l'horizon pour un observateur, qui si on attend à l'extérieur en observant le trou noir ad vitam aeternam ne se produit jamais... Je sais que la nature se contrefout de nos considérations conceptuelles mais là j'ai beau être matinal...j'ai mal.

On parle de perception de l'évènement par l'observateur extérieur. L'évènement de franchissement va se produire, c'est inéluctable, mais cet évènement ne peut pas être perçu de l'extérieur, car (et Motl l'explique bien) du point vue local de l'observateur, l'horizon est une surface qui lui fonce dessus à la vitesse de la lumière (et l'observateur n'y échappe que parce qu'il a l'accélération constante qui va bien, car dans ce point de vue local, rester "immobile", à une distance constante du trou noir, c'est accélérer). La lumière provenant de l'évènement de franchissement fait donc du coude-à-coude avec l'horizon, et on ne peut la capter que si on pénètre l'horizon (ou si on le laisse nous rattraper, question de point de vue).

m@ch3

[Diplomate]

On parle de perception de l'évènement par l'observateur extérieur. L'évènement de franchissement va se produire, c'est inéluctable, mais cet évènement ne peut pas être perçu de l'extérieur, car (et Motl l'explique bien) du point vue local de l'observateur, l'horizon est une surface qui lui fonce dessus à la vitesse de la lumière (et l'observateur n'y échappe que parce qu'il a l'accélération constante qui va bien, car dans ce point de vue local, rester "immobile", à une distance constante du trou noir, c'est accélérer). La lumière provenant de l'évènement de franchissement fait donc du coude-à-coude avec l'horizon, et on ne peut la capter que si on pénètre l'horizon (ou si on le laisse nous rattraper, question de point de vue).

m@ch3

Je crois que tout ça commence à rentrer un peu, ouf, mais j'ai hâte de trouver le temps de me poser et de regarder de plus près l'article de Molt.
Ces fantastiques astres ne se laissent pas apprivoiser si facilement.

[Diplomate]

Petit mea-culpa de ma part.
Malgrè des années de fréquentation du forum, c'est la première fois que j'ouvrais un topic sur une question de science et comme je considère qu'on est sur un forum de très hautes volée, j'étais hyper stressé, je m'étais mis une pression assez dingue, ça a joué sur mon sommeil, et je m'excuse d'avoir manqué de recul et d'avoir été un peu susceptible avec certaines remarques déplacées de ma part, donc toutes mes excuses à tous les intervenants.

Et merci à tous de m'avoir éclairé sur cette discussion, maintenant j'ai matière à approfondir le sujet des trous noirs.

A bientôt

[invite73192618]

L'évènement de franchissement va se produire, c'est inéluctable, mais cet évènement ne peut pas être perçu de l'extérieur

C'est un point de vue classique, plutôt consensuel et abondamment répété sur fsg. Néanmoins il me parait contestable pour au moins deux raisons:
2) dans cette description le trou noir est considéré statique. Il n'est pas clair pour moi qu'on puisse négliger la perturbation induite par l'objet en chute vers le trou noir quand on s'intéresse à la question de lobservabilite du franchissement de l'horizon par un observateur lointain.
1) la quantité d'énergie nécessaire pour qu'un objet s'approchant d'un trou noir emette un signal recevable à distance augmente exponentiellement avec le temps (dans le référentiel de l'observateur distant), ce qui donne une limite naturelle au temps à partir duquel cet observateur distant peut a) fapp considérer que l'objet a franchit l'horizon b) décider que la fin du rougissement est une mesure du franchissement de l'horizon, ni plus ni moins qu'une mesure contra factuelle est une mesure valable en physique quantique.

Je ne me souviens pas si tu as eu l'occasion de répondre sur le fond à ces objections?

[mach3]

C'est un point de vue classique, plutôt consensuel et abondamment répété sur fsg. Néanmoins il me parait contestable pour au moins deux raisons:
2) dans cette description le trou noir est considéré statique. Il n'est pas clair pour moi qu'on puisse négliger la perturbation induite par l'objet en chute vers le trou noir quand on s'intéresse à la question de lobservabilite du franchissement de l'horizon par un observateur lointain.
1) la quantité d'énergie nécessaire pour qu'un objet s'approchant d'un trou noir emette un signal recevable à distance augmente exponentiellement avec le temps (dans le référentiel de l'observateur distant), ce qui donne une limite naturelle au temps à partir duquel cet observateur distant peut a) fapp considérer que l'objet a franchit l'horizon b) décider que la fin du rougissement est une mesure du franchissement de l'horizon, ni plus ni moins qu'une mesure contra factuelle est une mesure valable en physique quantique.

Je ne me souviens pas si tu as eu l'occasion de répondre sur le fond à ces objections?

pour la 2), ça ne change rien au fait, selon moi, que l'horizon délimite, par définition, la zone de l'espace-temps dans laquelle les lignes d'univers finissent strictement sur une singularité, et que donc l'horizon est invisible par définition. Pour moi, si on arrive à voir l'horizon, voire au-dela, alors ce n'est plus un horizon.

pour la 1), de fait, il y aura, pour un objet passant l'horizon, un dernier évènement visible depuis l'extérieur après un temps fini, mais arbitrairement long. Admettons qu'on ait vu l'objet rougir, s'assombrir, puis, au bout d'un temps long, qu'on n'en reçoive plus qu'un photon tous les deux ou trois siècles, puis tous les deux ou trois millénaires, comment savoir qu'on a reçu le dernier? Comment savoir si il ne reste pas un trainard qui arrivera dans 10000 ou 100000 ans? voire deux ou trois autres trainards? Oui, à un moment donné, on aura reçu le dernier photon, mais on ne peut pas le savoir à moins d'attendre une éternité.

m@ch3

[invite73192618]

OK merci. Deux clarifications stp:

Pour le 2), es-tu d'accord qu'on ne peut représenter le franchissement de l'horizon par un diagramme de Penrose, ou du moins pas sans négliger l'effet de la masse-énergie de l'objet sur l'horizon du trou noir?

Pour le 1), supposons un trou noir d'une masse M, un plongeur en chute libre de masse m<<M, et un observateur lointain qui reçoit des photons en provenance du plongeur. Es-tu d'accord que A) les photons reçus ont une énergie minimale B) que l'énergie d'un photon reçu est exponentiellement plus petite dans le référentiel de l'observateur que dans celui de l'émetteur C) qu'un photon reçu après quelques siècles impliquerait qu'il avait, au moment de son émission, une énergie supérieure à celle de tout trou noir réaliste? Si ce dernier point est faux, pourrais-tu m'orienter sur des références pour faire le calcul correctement?

[Archi3]

pour la 2), ça ne change rien au fait, selon moi, que l'horizon délimite, par définition, la zone de l'espace-temps dans laquelle les lignes d'univers finissent strictement sur une singularité, et que donc l'horizon est invisible par définition. Pour moi, si on arrive à voir l'horizon, voire au-dela, alors ce n'est plus un horizon.

il peut y avoir un horizon même sans singularité (par exemple pour un observateur uniformément accéléré). Mais bon l'horizon est toujours inobservable.

pour la 1), de fait, il y aura, pour un objet passant l'horizon, un dernier évènement visible depuis l'extérieur après un temps fini, mais arbitrairement long. Admettons qu'on ait vu l'objet rougir, s'assombrir, puis, au bout d'un temps long, qu'on n'en reçoive plus qu'un photon tous les deux ou trois siècles, puis tous les deux ou trois millénaires, comment savoir qu'on a reçu le dernier? Comment savoir si il ne reste pas un trainard qui arrivera dans 10000 ou 100000 ans? voire deux ou trois autres trainards? Oui, à un moment donné, on aura reçu le dernier photon, mais on ne peut pas le savoir à moins d'attendre une éternité.

m@ch3

en pratique le redshift augmente exponentiellement avec le temps quand on s'approche de l'horizon avec une constante de temps rg/c : à partir du moment où le redshift devient sensible, ça va ensuite très vite et en quelques dizaines de temps gravitationnels, les objets deviennent imperceptibles FAPP.

[Amanuensis]

Pour le 2), es-tu d'accord qu'on ne peut représenter le franchissement de l'horizon par un diagramme de Penrose, ou du moins pas sans négliger l'effet de la masse-énergie de l'objet sur l'horizon du trou noir?

Un diagramme de Penrose existe pour tout espace-temps 1D+1D. Celui dessiné usuellement pour un effondrement suppose une symétrie sphérique parfaite, qui permet de mettre en facteur deux dimensions.

D'une manière mathématique stricte, briser la symétrie en ajoutant un objet qui chute rend la représentation approximative.

Et alors?

[Amanuensis]

en pratique le redshift augmente exponentiellement avec le temps quand on s'approche de l'horizon avec une constante de temps rg/c : à partir du moment où le redshift devient sensible, ça va ensuite très vite et en quelques dizaines de temps gravitationnels, les objets deviennent imperceptibles FAPP.

Je ne comprends pas le point. rg/c est une constante de temps pour qui? l'observateur qui reste en r?

Mais à part ça, je ne comprends pas trop la discussion. Même si on était certain que le «photon» perçu soit le «dernier», on aura toujours pas observé le passage de l'horizon.

Du point de vue phénoménologique, on voit juste des objets disparaître, les uns derrière les autres. La «disparition» est observable (et alors datable) à un certain sens, mais ce n'est pas le passage de l'horizon.

Par ailleurs, l'horizon est une notion abstraite, définie abstraitement, et il suffit que sa définition implique ce qu'indique Mach3 pour que ce soit correcte. Toutes les définitions que je connais impliquent en clair que le franchissement soit inobservable de l'extérieur. (Comme par exemple la limite où les lignes causales ne peuvent que rester à l'intérieur.)

Nier l'impossibilité d'observation revient, pour moi, à parler d'autre chose que l'horizon. De quoi, alors?

[mach3]

Es-tu d'accord que A) les photons reçus ont une énergie minimale B) que l'énergie d'un photon reçu est exponentiellement plus petite dans le référentiel de l'observateur que dans celui de l'émetteur C) qu'un photon reçu après quelques siècles impliquerait qu'il avait, au moment de son émission, une énergie supérieure à celle de tout trou noir réaliste? Si ce dernier point est faux, pourrais-tu m'orienter sur des références pour faire le calcul correctement?

J'ai eu du mal à comprendre, mais j'y suis, au niveau détection, on ne pourra pas voir de photon d'énergie inférieure à une valeur seuil due à une limitation technologique, et donc on peut savoir si on a vu le dernier photon détectable avec la technologie disponible, mais ce n'est pas le dernier photon. Ok pour le "FAPP", mais bon, ça ne change rien au fond.

m@ch3

[invite73192618]

en quelques dizaines de temps gravitationnels, les objets deviennent imperceptibles FAPP.

Merci, mais je crois qu'on est tous d'accord sur ce point. La question est subtilement différente: est-ce qu'il est toujours physiquement possible de recevoir un photon après quelques siècles (avec une probabilité négligeable FAPP), ou est-ce physiquement impossible (i. e. cela impliquerait que le photon capté avait à son émission une énergie supérieure à celle du trou noir)?

[invite73192618]

une valeur seuil due à une limitation technologique

Non, ce n'est pas ce qui m'intéresse. Je me demande si c'est une limitation fondamentale (pas nécessairement intrinsèque à la RG). Ce qui m'intéresse, c'est de délimiter le domaine d'application de l'interpretation du trou noir comme une étoile gelée, qui est régulièrement présentée comme standard sur le forum (ce qui n'est pas la présentation qu'on peut trouver sur d'autres sites, en particulier anglophones).

Si la limitation était technologique mais qu'on pouvait, en théorie, capter des photons résiduels plusieurs siècles après, disons, le dernier photon "normal" (émis avec une probabilité supérieure à 1/2 d'être perçu par un observateur distant), alors l'interprétation étoile gelée prendrait, pour moi, un statut d'interprétation standard (les autres devenant des approximations éventuellement utiles à condition de faire attention à leur domaine de validité).

A l'autre extrémité du spectre, si c'était une impossibilité physique pour des considérations intrinsèques à la RG (en particulier si l'énergie du photon émis impliquait rapidement une surcourbure non négligeable), alors cela me semblerait difficile de ne pas parler d'erreur d'interprétation.

Bien sûr il y a d'autres possibilités intermédiaires, par exemple le cas 1 ne serait pas tout-à-fait le même si le déclin était polynomial plutôt que exponentiel, et le cas 2 serait différent si l'impossibilité physique était ou non externe à la RG pure.

[invite73192618]

D'une manière mathématique stricte, briser la symétrie en ajoutant un objet qui chute rend la représentation approximative.

Et alors?

Et alors l'horizon n'est ni bien défini ni singulier. Il y a l'horizon 1, l'horizon du trou noir initial. Il y a l'horizon 2, l'horizon du complexe (trou noir initial + masse du chuteur au bout de, disons, 10**10 rg/c).

Il n'est pas clair pour moi que le chuteur ne puisse envoyer de signaux en provenance d'une zone entre ces deux horizons (ni, d'ailleurs, comment interpréter une réponse positive ou négative).

[mach3]

Non, ce n'est pas ce qui m'intéresse. Je me demande si c'est une limitation fondamentale (pas nécessairement intrinsèque à la RG). Ce qui m'intéresse, c'est de délimiter le domaine d'application de l'interpretation du trou noir comme une étoile gelée, qui est régulièrement présentée comme standard sur le forum (ce qui n'est pas la présentation qu'on peut trouver sur d'autres sites, en particulier anglophones).

dans ce cas l'argument ne tient pas, car il n'y a pas d'énergie minimale pour un photon. Si on reçoit un photon 3000 ans après il aura une énergie extrêmement petite (sans quoi cela signifierait une énergie déraisonnable à l'émission), si on le reçoit au bout d'une durée arbitrairement grande, il aura une énergie arbitrairement petite. Si il y avait une énergie minimale pour un photon, alors oui, cela poserait problème car on ne devrait plus en recevoir après une certaine durée de chute vue de loin.

Des liens vers les sites anglophones? ça m'interesse.

m@ch3

[Amanuensis]

Et alors l'horizon n'est ni bien défini ni singulier.

Non. Il est défini par la propriété d'être la limite entre futurs possibles. Et donc les événements qui le constituent prennent en compte la présence du chuteur.

Il y a l'horizon 1, l'horizon du trou noir initial. Il y a l'horizon 2, l'horizon du complexe (trou noir initial + masse du chuteur au bout de, disons, 10**10 rg/c).

Le premier n'est qu'une approximation pratique du second. Il n'a pas de sens physique, c'est juste (au mieux) un artefact de simplification de calcul (comme toute approximation en physique!)

Il n'est pas clair pour moi que le chuteur ne puisse envoyer de signaux en provenance d'une zone entre ces deux horizons (ni, d'ailleurs, comment interpréter une réponse positive ou négative).

La question n'a pas de sens physique, du fait de ce qui précède.

[Archi3]

Je ne comprends pas le point. rg/c est une constante de temps pour qui? l'observateur qui reste en r?

oui c'est ça.

Mais à part ça, je ne comprends pas trop la discussion. Même si on était certain que le «photon» perçu soit le «dernier», on aura toujours pas observé le passage de l'horizon.

non bien sur.

Nier l'impossibilité d'observation revient, pour moi, à parler d'autre chose que l'horizon. De quoi, alors?

c'est le concept (appelés par certains "paradigme" ) de la "membrane", une pellicule "extrêmement" mince mais sur laquelle tout est "gelé" (et invisible FAPP)

[Archi3]

Merci, mais je crois qu'on est tous d'accord sur ce point. La question est subtilement différente: est-ce qu'il est toujours physiquement possible de recevoir un photon après quelques siècles (avec une probabilité négligeable FAPP), ou est-ce physiquement impossible (i. e. cela impliquerait que le photon capté avait à son émission une énergie supérieure à celle du trou noir)?

je ne pense pas que ce soit une vraie limite, dans la mesure où l'énergie du trou noir et l'énergie du photon ne peuvent être évalués qu'avec des conditions au limite minkovskiennes à l'infini , et que ce sont les valeurs à l'infini qui comptent.

[Amanuensis]

(ce qui n'est pas la présentation qu'on peut trouver sur d'autres sites, en particulier anglophones).

La quantité de sites présentant de travers de manière bien plus flagrante les concepts de la RG (et les TN en particulier) est énorme. Genre le trampoline, ou la singularité comme un lieu, ou présenter r=r_s comme l'horizon, etc., etc.

C'est un domaine où l'approche majoritaire permet bien plus de cerner les mythes que la réalité crue donnée par les mathématiques. (Parce que l'on parle de maths, pas de physique: la physique, c'est la paillasse. Réfuter des maths se fait avec des maths, pas avec des phrases.)

Ces mythes ne sont pas inintéressants, mais dans une discussion sur le sujet faut être clair sur ce dont on parle, les maths ou la vulgarisation (les deux semblent s'exclure l'un de l'autre...).

[invite73192618]

Des liens vers les sites anglophones?

https://www.physicsforums.com/thread...2#post-5098821

(au hasard mais typique de ce que je percois comme la reponse standard de personnes avec expertise non nulle)