trou noir : lente descente

[GrisBleu]

Bonjour

En lisant divers poly de relativte, je me suis pose une question. Surement bete, mais bon....
Voila : lorsqu un trou noir existe, il y a un "horizon" d ou rien ne peut resortir. Si j en suis loin et que je largue un sonde qui est capable d envoyer prendant tres longtemps des bip (spoutnik ???) quand cette derniere atteint elle cet horizon ?
En effet, j ai lu que les bip vont etre (de mon point de vue) de plus en plus espaces dans le temps (les photos luttant de plus en plus avec le champs de gravite). De mon point de vue, donc, la sonde n atteint l horizon qu asymptotiquement (j entendrai toujours les bip, meme si je dois attendre longtemps).
Et la je me demande : des qu un horizon apparait, du point de vue exterieur (eloigne de l horizon), la matiere peut elle s y effondrer ?

Merci de vos eclairsissements

@+
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[deep_turtle]

En effet c'est troublant...

Bon, trêve de jeux de mots débiles, en effet pour l'observateur extérieur le moment où la matière traverse l'horizon est reporté à l'infini. Tout se passe comme si la matière "absorbée" s'accumulait sur le bord externe de cette surface.

[GrisBleu]

Salut deep_turtle

Merci pour ta reponse. Je me demande alors :

- Quand un article parle d un "trou noir de .... masses solaires", il parle du trou noir lui meme (de notre point de vue, il ne peut gagner de masse) ou du trou noir + tout ce qui traine pas trop loin.

- Quand une etoile s effondre, si toute sa matiere ne s effondre pas (l horizon se formant avant que les couches externes n arrivent), la peripherie devrait encore etre visible (ca doit etre jolie une etoile s effondrant au ralenti) ?

Autant pour la premiere question j ai bien une idee (ca doit etre la seconde reponse) mais pour la seconde ....

Merci d avance !

[BioBen]

Salut,
bon j'ai pas trop envie de répondre de peur de dire des conneries, mais par contre je peux te conseiller une lecture : Trous noirs et distorsions du temps de Kip Thorne (un ami de Hawking), qui est vraiment un bouquin de référence dont tout le monde dit toujours le plus grand bien (il vaut vraiment le détour).

[A voir en vidéo sur Futura]

[deep_turtle]

Je suis perturbé par cette question... Je n'avais jamais vu ça comme ça, et en effet j'ai l'impression qu'on ne peut pas voir le trou noir gagner de masse. Bon, de toutes façons ça ne change pas grand chose observationnellement car ce qu'on ressent du trou noir, c'est la métrique créée par le trou noir et ce qui l'entoure, et j'imagine que le fait que la matière accrétée soit dans ou juste à la surface du trou noir ne change pas grand-chose.

Pour la seconde question, ce qu'on voit de toute façon ce ne sont que les couches externes de l'étoile qui explose, jamais le coeur. Donc là non plus ça ne change pas grand-chose.

Ceci dit je reste perturbé... Comment un observateur externe perçoit-il la formation d'un trou noir ? Ceux-ci peuvent-ils se former, du point de vue de l'observateur exterieur ?? Je crois qu'on a des spécialistes de la relativité dans le coin... Rinceveeeeeeeeeeeeent ?!?

[invite6f044255]

Comme l'a dit Deep

en effet pour l'observateur extérieur le moment où la matière traverse l'horizon est reporté à l'infini

Ce qui ne veut pas dire que c'est ce qui se passe reellement!! C'est juste ce que percoit l'observateur exterieur. La matiere, elle, passe bien sous l'horizon du trou noir.

Lorsqu'on parle de trous noirs, on parle de la masse sous horizon, d'ailleurs on le voit bien dans le calcul du rayon de Schwarzchild R=2GM/c^2 . On dit regulierement que la masse d'un trou noir varie proportionnellement a son rayon notamment.

Cet effet pour l'observateur exterieur est du en effet a la deformation de l'espace-temps par le trou noir (non seulement les photons sont "ralentis", mais le temps propre du satellite ralentit a cause du champ gravitationnel). Ainsi a quelque distance que tu sois du trou noir et a n'importe quel moment, tu peux toujours trouver un instant d'emission de bip de ton satellite tel que tu le recoives.

enfin, c'est comme cela que je le vois

EDIT: croisement avec deep

[law113]

hello tout le monde,

j'ai une question qui est associée je pense au post:
lorsque une particule massive apparait (ou un trou noir) par exmple ds un accélerateur de particules, à quelle vitesse se propage la déformation de l'espace temps autour d'elle?
à la vitesse de la lumière? est_ce cela une onde gravitationnelle?

[Floris]

Salut, oui effectivement, la la déformation se propage à la vitesse de la lumière. Si cela est une onde gravitationel? Hé bien sans vouloire dire de betises, d'autres me corigerons, le moment ou le champ gravitationel va se créé va produire une perturbation gravitationel. je peux déduire que le moment de cette perturbation est de la même propriété qu'une phase d'une onde gravitationel.

Comme l'a dit Deep
Cet effet pour l'observateur exterieur est du en effet a la deformation de l'espace-temps par le trou noir (non seulement les photons sont "ralentis", ......

Salut ixi, dit moi parler de photon ralenti n'est t'il pas un peut dangereus dans le sens ou cela peut induire quelques confusion? Ne veaudrait t'il pas simplement dire que ces le temps que perçois l'observateur qui est ralenti et qui donc est à l'origine du décallage temportel?

Bien amicalement à toi.
Flo

[mtheory]

Je suis perturbé par cette question... Je n'avais jamais vu ça comme ça, et en effet j'ai l'impression qu'on ne peut pas voir le trou noir gagner de masse. Bon, de toutes façons ça ne change pas grand chose observationnellement car ce qu'on ressent du trou noir, c'est la métrique créée par le trou noir et ce qui l'entoure, et j'imagine que le fait que la matière accrétée soit dans ou juste à la surface du trou noir ne change pas grand-chose.

Pour la seconde question, ce qu'on voit de toute façon ce ne sont que les couches externes de l'étoile qui explose, jamais le coeur. Donc là non plus ça ne change pas grand-chose.

Ceci dit je reste perturbé... Comment un observateur externe perçoit-il la formation d'un trou noir ? Ceux-ci peuvent-ils se former, du point de vue de l'observateur exterieur ?? Je crois qu'on a des spécialistes de la relativité dans le coin... Rinceveeeeeeeeeeeeent ?!?

Bon bien que Rincevent soit effectivement bien plus qualifié que moi j'ai qq lumières sur la question .

En fait l'effondrement est super rapide donc le champ de gravitation devient vite tel qu'un red shift important se produit.
Donc même s'il faut un temps infini pour voir la matière s'appprocher de l'horizon en pratique la lumière émise par les particules lors des phases finales de l'approche de l'horizon est trés rapidement affaiblie et l'objet devient noir.
En plus on voit, en faisant le diagramme d'espace-temps avec le bon système de coordonnées ,celui d'Edington Finkelstein, que même si la matière passe l'horizon le cône de lumière local bascule au fur et à mesure qu'on s'approche de celle-ci.
En clair le temps de parcours infini que l'on voit de l'extérieur du trou noir pour un corps qui s'en approche est en fait l'effet d'un choix inappropié d'un système de coordonnées conduisant à une affirmation naive.
C'est en fait le temps mis par un signal se propageant du corps tombant vers l'horizon vers l'extérieur qui devient de plus en plus long .

[Garion]

Donc, si je comprend bien, en théorie, en observant ce qui est émis juste au-dessus de la surface de l'horizon, je peux connaitre toute l'histoire du trou noir car j'aurai encore des photons datant de sa formation qui me parviendront à n'importe quel moment.

Je dis une bétise ?

[mtheory]

Donc, si je comprend bien, en théorie, en observant ce qui est émis juste au-dessus de la surface de l'horizon, je peux connaitre toute l'histoire du trou noir car j'aurai encore des photons datant de sa formation qui me parviendront à n'importe quel moment.

Je dis une bétise ?

Tu en saura sans doute un tout petit peu plus mais pas des masses je crois. En outre se maintenir au dessus de l'horizon c'est pas évident

[Garion]

Oui, oui, c'était juste "en théorie"
J'imagine bien qu'il doit être extrêmement difficile (voire impossible) de reconsituer l'origine de chaque photon. Mais l'information est là en théorie.

[mtheory]

Oui, oui, c'était juste "en théorie"
J'imagine bien qu'il doit être extrêmement difficile (voire impossible) de reconsituer l'origine de chaque photon. Mais l'information est là en théorie.

Eh bien d'une certaine façon peut être effectivement.
Susskind et d'autres ont regardés ce qui se passait pour un observateur extérieur quand une corde tombait sur un trou noir.
Elle s'allonge de plus en plus et la surface du trou se transforme à la longue en une série de 'strates' de 'fils' enroulés/étalés sur l'horizon avec toute l'histoire de la matière tombant sur celui-ci.
On parle d'holographie et de théorie de 'complémentarité' (pas au sens de Bohr) pour décrire d'éventuels processus pour que l'information stockée dans un trou noir ne soit pas définitivement cachée/perdue pour un observateur extérieur et ce grace aux cordes.

[BioBen]

En plus on voit, en faisant le diagramme d'espace-temps avec le bon système de coordonnées ,celui d'Edington Finkelstein, que même si la matière passe l'horizon le cône de lumière local bascule au fur et à mesure qu'on s'approche de celle-ci.

Effectivement, j'en ai une sous les yeux de l'implosion d'une étoile (p265 du livre de Thorne cité plus haut), et ca se passe exactement comme tu dis.
Hop le super dossier de futura qui répond à tout :
http://www.futura-sciences.com/compr...ssier510-5.php

[deep_turtle]

C'est vrai qu'elle est pas mal cette figure... Ceci dit, je continue à m'interroger : d'après la figure on peut se dire : "OK, quelque chose tombe dans le trou noir mais je ne le verrai jamais parce que les cônes de causalité se penchent trop". En faisant une coupe horizontale (à temps constant) sur la figure, on se dit que l'objet est tombé depuis longtemps mais qu'on ne verra jamais l'événement...

Maintenant, c'est de la relativité tout ça et il faut se méfier de la simultanéité (des coupes à temps constant, donc, ou de leur interprétation). Si la lumière met un temps infini à nous parvenir, ça veut dire que c'est aussi le cas de tout signal physique, et en particulier des déformations de l'espace-temps engendrées par la chute de l'objet. D'où ma question : imaginons que j'ai un trou noir de 10 kg. J'y envoie un blob de 10 kg. La métrique pour moi qui regarde la masse tomber pourra-t-elle être rigoureusement égale à celle de Schwartzchild pour un trou noir de 20 kg ??

Généralisation de la question : y a-t-il le moindre trou noir dans l'Univers ?? (n'y aurait-il pas plutôt tout un tas d'objets qui accumulent la masse accrétée à leur surface, dans une chute inexorablement ralentie).

Tiens ! c'est la question de départ...

Là normalement si Rincevent est dans le coin il me fout un coup de règle sur les doigts car il m'a déjà expliqué 15 fois que la masse n'est pas un concept si simple, la métrique non plus, mais bon, je comprends doucement...

[Garion]

Je me pose une question d'un coup...

Si un objet qui rayonne traverse l'horizon, il va bien à un moment où à un autre envoyer un dernier photon avant que la traversée de l'horizon ne soit achevée. Hors ce dernier photon il va bien finir par arriver à un observateur extérieur puisqu'il a été émis à l'extérieur de l'horizon et qu'il n'est donc pas prisonnier. Il va mettre très longtemps, mais ce sera un temps fini, sinon, ça voudrait dire qu'il a passé l'horizon.
Quand on aura capté ce dernier photon, on ne peut pas dire qu'on a vu l'objet traverser l'horizon et disparaitre ?

[invite6f044255]

Si un objet qui rayonne traverse l'horizon, il va bien à un moment où à un autre envoyer un dernier photon avant que la traversée de l'horizon ne soit achevée. Hors ce dernier photon il va bien finir par arriver à un observateur extérieur puisqu'il a été émis à l'extérieur de l'horizon et qu'il n'est donc pas prisonnier. Il va mettre très longtemps, mais ce sera un temps fini, sinon, ça voudrait dire qu'il a passé l'horizon.
Quand on aura capté ce dernier photon, on ne peut pas dire qu'on a vu l'objet traverser l'horizon et disparaitre ?

Ca rejoint le dernier paragraphe du post 6 de moi.
Le corps emet en continu son rayonnement electromagnetique, donc (a moins d'une quantification du temps) on doit toujours pouvoir trouver un photon emis plus proche de l'horizon, non?

[mtheory]

Ca rejoint le dernier paragraphe du post 6 de moi.
Le corps emet en continu son rayonnement electromagnetique, donc (a moins d'une quantification du temps) on doit toujours pouvoir trouver un photon emis plus proche de l'horizon, non?

Plus ou moins car l'horizon elle même est soumise à des fluctuations quantiques.
Et puis ton photon sera de plus en plus faible et détecté de plus en plus tard au fur et à mesure qu'il est émis proche de l'horizon donc en pratique l'objet est noir vraiment trés vite.

[Garion]

Plus ou moins car l'horizon elle même est soumise à des fluctuations quantiques.
Et puis ton photon sera de plus en plus faible et détecté de plus en plus tard au fur et à mesure qu'il est émis proche de l'horizon donc en pratique l'objet est noir vraiment trés vite.

Ok, mais peut-on parler d'un "dernier" photon ?
Comment concilier l'aspect ondulatoire qui est continu et l'aspect corpusculaire qui ne l'est pas ?

[mtheory]

C'est vrai qu'elle est pas mal cette figure... Ceci dit, je continue à m'interroger : d'après la figure on peut se dire : "OK, quelque chose tombe dans le trou noir mais je ne le verrai jamais parce que les cônes de causalité se penchent trop". En faisant une coupe horizontale (à temps constant) sur la figure, on se dit que l'objet est tombé depuis longtemps mais qu'on ne verra jamais l'événement...

Maintenant, c'est de la relativité tout ça et il faut se méfier de la simultanéité (des coupes à temps constant, donc, ou de leur interprétation). Si la lumière met un temps infini à nous parvenir, ça veut dire que c'est aussi le cas de tout signal physique, et en particulier des déformations de l'espace-temps engendrées par la chute de l'objet. D'où ma question : imaginons que j'ai un trou noir de 10 kg. J'y envoie un blob de 10 kg. La métrique pour moi qui regarde la masse tomber pourra-t-elle être rigoureusement égale à celle de Schwartzchild pour un trou noir de 20 kg ??

Généralisation de la question : y a-t-il le moindre trou noir dans l'Univers ?? (n'y aurait-il pas plutôt tout un tas d'objets qui accumulent la masse accrétée à leur surface, dans une chute inexorablement ralentie).

Tiens ! c'est la question de départ...

C'est vrai que Rincevent est plus qualifié que moi pour répondre mais je me lance quand même en espérant ne pas dire trop de bêtises.
C'est exact que quand un corps s'approche d'un trou noir la solution n'est plus rigoureusement de Sc, on tombe alors dans toutes les questions de perturbations des trous noirs avec les équations de Regge Wheeler,Teukolski-Press et all.
Donc l'horizon se déforme ,le champ est multipolaire, y a la conservation du moment cinétique etc...
Rapidement l'horizon déformé se met à vibrer avec ce qu'on appelle des modes quasi normaux et tous les écarts à une solution de type Sc ou Kerr se trouvent 'lissés' et rayonnés à l'infini (je néglige les questions électromagnétiques) sous forme d'ondes gravitationnelles.
C'est le théorème de Price,une partie du fameux 'no hair théorème.

C'est justement ce qu'on attend lors de la collision de deux trous noirs ,beaucoup de travaux,tant du point de vue analytique que numérique, ont été fait pour prédire la forme exacte du spectre des OG lors de cette fusion et de la relaxation ultra rapide de la métrique vers une solution de type Sc ou Kerr.

Enfin les calculs prédisent sans ambiguité que les corps passent sous l'horizon ,ce qui est peut être un peu moins clair c'est tous ce qui est lié aux questions d'informations perdues ou pas dans le trou noir en liaison avec ces effets relativistes.

[mtheory]

Ok, mais peut-on parler d'un "dernier" photon ?
Comment concilier l'aspect ondulatoire qui est continu et l'aspect corpusculaire qui ne l'est pas ?

ça c'est une autre question.

[Floris]

C'est justement ce qu'on attend lors de la collision de deux trous noirs ,beaucoup de travaux,tant du point de vue analytique que numérique, ont été fait pour prédire la forme exacte du spectre des OG lors de cette fusion et de la relaxation ultra rapide de la métrique vers une solution de type Sc ou Kerr.

Bonsoir mtheory, dit moi, quel est le temps de cette relaxation? Comment se calcule t'elle?

Bien cordialement à toi
Flo

[mtheory]

Bonsoir mtheory, dit moi, quel est le temps de cette relaxation? Comment se calcule t'elle?

Bien cordialement à toi
Flo

C'est trés compliqué,tellement que le calcul précis nécessite des ordinateurs ,je n'ai pas l'ordre de grandeur mais c'est inférieur à une milli seconde à mon avis.
On doit attendre Rincevent pour en savoir plus,c'est lui le grand spécialiste.

[invitec3f4db3a]

j'en profite pour metre mon grain de sel :
Bon TN = déformation enorme de l'espace temps . Métrique différente ect ..
Imaginons le promethé ( pour les fans de stargate ) qui s'enfonce dans un trou noir .
Moi je suis a l'exterieur dans un vaisseau . Vais je voir le vaiseau se déformé pour cause de déformation spatiale ?
La question de départ était si on pouvait observer un evenement arrivé a proximité d'un trou noir ?
D'aprés moi non , mais je suis pas un expert
Si on considére la déformation temporel par rapport au réf exterieur . Alors techniquement on deverait voir le temps se courbait et la courbure tendre vers l'infinie a proximité de l'horizon . Dans quel cas le vaisseau ne pourra jamais être vu . Bon je suppose que cette vision est trop simpliste mais j'aimerais savoir pourquoi elle ne convient pas ?

[invite6f044255]

je pense qu'a partir du post 9 de mtheory, on repond a ta question, charly, non?

[GrisBleu]

Salut

Si je suis Mtheory, la matiere tombe bien, mais l information ne me parviendra jamais... ca semble deja pas mal comme explication. Mais, pour reprendre deep turtle, si je largue un blob de 10 kg, au bout de combien de temps (pour moi) puis decreter que la masse du trou noir s est accrue ?

Rah la misere c est qu a propos des trous noirs, soit on est tres fort (pas moi) et on peut mener sa petite reflexion, soit on lit de la vulgarisation mais il reste alors pleins de questions. snif

[invitec3f4db3a]

je pense qu'a partir du post 9 de mtheory, on repond a ta question, charly, non?

Bah surement dans les fait mais j'ai pas tout compris , d'ou l'interet de reformuler et de reposer une question . Ca me permet également de metre a plat mes connaissances et de reflechir a la question

Si je suis Mtheory

ca prolifére les physicien

[invite09c180f9]

j'en profite pour metre mon grain de sel :
Bon TN = déformation enorme de l'espace temps . Métrique différente ect ..
Imaginons le promethé ( pour les fans de stargate ) qui s'enfonce dans un trou noir .
Moi je suis a l'exterieur dans un vaisseau . Vais je voir le vaiseau se déformé pour cause de déformation spatiale ?
La question de départ était si on pouvait observer un evenement arrivé a proximité d'un trou noir ?
D'aprés moi non , mais je suis pas un expert
Si on considére la déformation temporel par rapport au réf exterieur . Alors techniquement on deverait voir le temps se courbait et la courbure tendre vers l'infinie a proximité de l'horizon . Dans quel cas le vaisseau ne pourra jamais être vu . Bon je suppose que cette vision est trop simpliste mais j'aimerais savoir pourquoi elle ne convient pas ?

Salut,
effectivement Mtheorie répond à la question!!
En fait, il est fort probable que pour un observateur extérieur (dans un autre vaisseau par exemple), si le vaisseau est assez près du TN tu le verras très vite devenir tout noir (tu ne le verras donc plus), car les photons te permettant de le voir sont capturés par l'attraction gravitationnelle de ton TN!!
Après, comme il est dit dans un post précédent, il ne faut pas se perdre dans les référentiels à considérer!!

[invitec3f4db3a]

Merci , c'est plus claire comme ca

[mtheory]

Salut,
effectivement Mtheorie répond à la question!!
En fait, il est fort probable que pour un observateur extérieur (dans un autre vaisseau par exemple), si le vaisseau est assez près du TN tu le verras très vite devenir tout noir (tu ne le verras donc plus), car les photons te permettant de le voir sont capturés par l'attraction gravitationnelle de ton TN!!

L'effort est méritoire mais c'est pas ça .
Le photon est affaibli par le champ de gravitation ,il devient de plus en plus faible et il lui faut de plus en plus de temps pour voyager vers l'extérieur.C'est un peu comme si l'horizon était tout au fond d'un puits ,plus le photon est émis proche de l'horizon plus il faut remonter le puits,ça prend du temps et il pert de l'énergie.
Par contre effectivement le vaisseau devient sombre très vite au fur et à mesure qu'il est proche de l'horizon.

Après, comme il est dit dans un post précédent, il ne faut pas se perdre dans les référentiels à considérer!!