l'évaporation des trous noirs

[invite96f882ef]

Bonjour,

Il y a un phénomène que j'ai du mal à m'expliquer:
Un trou noir est une région de l'espace temps de courbure infinie et délimité exterieurement par l'horyzon des évènements.
On sait aujourd'hui qu'un trou noir s'évapore, ma première question serra:

Pourquoi mais surtout comment un trou noir qui est censé produire une courbure d'espace temps infinie et qui a donc un poids infini perd de sa masse?

et la seconde serra:

Si un trou noir courbe l'espace temps de façon infini, pourquoi il ne perd pas de sa masse en fonction de l'inertie qu'il donne aux objets qui tombent dedans autrement dit une inertie qui doit être infinie à un moment donné?
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[invite2313209787891133]

Bonjour

On sait aujourd'hui qu'un trou noir s'évapore, ma première question serra:

non, c'est juste une théorie.

[invitebd2b1648]

Non ce n'est plus vraiment de la théorie car sinon nous n'existerions pas !!!

@ +

[invite2313209787891133]

Non, cela reste théorique, l'existence même des trous noirs est théorique (même si de nombreuses observations tendent à montrer qu'ils existent).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebd2b1648]

Tout est question de définition !
Comment appelles-tu un objet astronomique qui concentre sa masse dans un petit volume ... ???
Moi j'appelle çà un trou noir, mais tu peux toujours choisir de l'appeler le nounours vert de Schwarzschild !!!

@ +

[invite8ef897e4]

Bonjour,

On sait aujourd'hui qu'un trou noir s'évapore

Oui, c'est un resultat qui est tres bien etabli theoriquement, et peu de gens le remettent serieusement en question. A noter que l'on peut sans doute observer cette evaporation directement dans des systemes analogues
Un analogue du rayonnement Hawking observé au labo ?

Pourquoi mais surtout comment un trou noir qui est censé produire une courbure d'espace temps infinie et qui a donc un poids infini perd de sa masse?

Le trou noir doit perdre de la masse s'il emet une energie radiative. Notez que ce n'est pas la masse qui est responsable de la gravite, c'est le contenu en energie-quantite de mouvement. En outre, un trou noir n'a pas une masse (ni une energie) infinie. La courbure "infinie" (seulement au centre, a la singularite, a priori derriere l'horizon) apparait lorsqu'une masse superieure a une certaine limite (1 , 2) est confinee dans un volume donne.

Si un trou noir courbe l'espace temps de façon infini, pourquoi il ne perd pas de sa masse en fonction de l'inertie qu'il donne aux objets qui tombent dedans autrement dit une inertie qui doit être infinie à un moment donné?

Tres franchement, je ne comprend pas la question. J'ai l'impression que la question est similaire a "pourquoi un electron ne perd pas sa charge lorsqu'il deflechit une autre particule chargee ?".

Non, cela reste théorique, l'existence même des trous noirs est théorique (même si de nombreuses observations tendent à montrer qu'ils existent).

S'il vous plait, arretez de poster ce genre de commentaire. Personne de serieux ne doute de l'existence de trou noirs.

[invitea29d1598]

Non, cela reste théorique, l'existence même des trous noirs est théorique

ni plus ni moins que celle des atomes...

et pour revenir aux questions initiales : le trou noir est associé à une courbure infinie uniquement si on cherche à modéliser tout l'espace-temps, singularité incluse. Or :

- celle-ci n'est rien d'autre qu'une preuve du caractère imparfait de la relativité générale
- on s'attend à ce que dans le cadre d'une théorie quantique de la gravitation les singularités disparaissent
- c'est la présence d'un horizon et non d'une singularité qui définit un trou noir en tant qu'objet physique

Pour revenir sur la question initiale :

- dire qu'un trou noir a un poids infini n'a aucune base scientifique. L'énergie d'un trou noir, c'est sa masse (et inversement) [celle-ci étant d'ailleurs reliée à son "rayon" par la formule de Schwarzschild dans le cas d'un trou noir sans rotation]. Le poids est différent de la masse car c'est une notion qui n'est définie que pour un objet placé dans un champ de pesanteur/gravitationnel extérieur. Un trou noir a donc une masse finie mais pas de "poids", à moins qu'on le mette dans un champ de gravitation créé par un autre objet (et ce poids sera bel et bien fini)

- quand il avale d'autres objets, un trou noir gagne de l'énergie (et donc de la masse), mais il n'en perd pas (sauf cas particulier du mécanisme de Penrose).

[edit] croisement avec humanino

[invite96f882ef]

bonjour et merci pour vos réponses,
Je voulais dire par là que si il possède une courbure d'espace temps infinie, un objet tombant dans cette courbure doit subir une acceleration infini et donc posséder une inertie infini.

[invitea29d1598]

S'il vous plait, arretez de poster ce genre de commentaire. Personne de serieux ne doute de l'existence de trou noirs.

pour compléter un peu : on peut douter de leur existence, mais uniquement en supposant l'existence d'objets encore plus exotiques et improbables (afin d'expliquer diverses observations), genre les étoiles bosoniques construites à base de condensat de pions (ou autres selon les préférences du cuisinier )

[ordage]

bonjour et merci pour vos réponses,
Je voulais dire par là que si il possède une courbure d'espace temps infinie, un objet tombant dans cette courbure doit subir une acceleration infini et donc posséder une inertie infini.

Salut
Accélération définie dans quel référentiel ?

Si un observateur (ponctuel) tombe en chute libre (il est inertiel), principe d'équivalence oblige, son accélération "ressentie" (dans son référentiel attaché) est nulle partout (y compris sur et sous l'horizon).
Par contre s'il a une dimension il y a des effets de marée.

Sur l'existence physique de trous noirs, les mathématiques, dans le cadre de la RG en donnent un modèle "idéal".

En particulier ces objets sont éternels, parfaitement symétriques, et concernant la singularité centrale, la RG qui ne traite que de la gravitation et dans un cadre classique, montre ses limites.
Les objets physiques ne sont pas aussi parfaits.
La question est:
Si on ne s'écarte pas trop des conditions idéales, les résultats donnés par les solutions analytiques restent ils valables jusqu'à un certain ordre?

Pour ce faire, on étudie la stabilité des solutions analytiques vis à vis de perturbations.
Sans rentrer dans les détails, disons que pour la singularité centrale il y a matière à débat, mais pour l'horizon, même s'il n'est pas aussi parfait que celui de la théorie (les "trous noirs physiques" ne sont pas éternels, mais ils peuvent être très vieux), il y a des théorèmes là dessus (Penrose) qui montrent que, dans l'effondrement d'une boule de poussière, une région tendant asymptotiquement vers une surface comme l'horizon décrit par la théorie jouit des propriétés de cet horizon.

Ce serait donc bien comme le rappelle Rincevent la présence d'un "horizon" (même s'il n'est pas aussi parfait que celui du modèle) qui caractériserait les trous noirs. Et là, du moins, pour les TNs astrophysiques et ceux plus massifs, la RG peut être raisonnablement considérée comme valide.

Pour ce qu'on observe et qu'on identifie à des TNs, bien sûr on ne peut pas affirmer à 100% que ce sont des TNs, mais comme ils semblent en avoir les caractéristiques, pour ce qu'on peut en connaître, si ce ne sont pas des TNs cela y ressemble bigrement!

Cordialement

[invite96f882ef]

Bonjour,
oui je vois apeupré, merci pous vos réponses et j'aurrais une dernière question qui concerne la thermodynamique du trou noir.
Un objet qui tombe dans un trou noir et gagne de l'inertie, cette énergie doit alimenter le trou noir mais cela contredis la 1 ere loie alors comment l'expliqué?

[invite8ef897e4]

Un objet qui tombe dans un trou noir et gagne de l'inertie, cette énergie doit alimenter le trou noir mais cela contredis la 1 ere loie alors comment l'expliqué?

La premiere loi n'est pas contredite. La masse du trou noir augmente de l'energie qui tombe tedans (y compris l'energie cinetique), la masse n'est pas conservee (c'est a dire que la masse du trou noir final n'est pas egale a la somme des masses du trou noir initial et de l'objet tombant).

Remarquez d'une facon generale que la conservation de la masse n'est valide que dans l'approximation non relativiste (lorsque l'energie cinetique est petite comparee a la masse).