« Trous noirs, et interactions à grande distance »

[arrial]

Salut,


♦ un trou noir est entièrement caractérisé, pour un observateur extérieur [ce qui vaut mieux si on veut lire ses CR] par
• sa masse,
• sa charge,
• son moment cinétique.

♦ D’un trou noir, ne peuvent s’échapper ni les gravitons [particules d’interaction newtonienne], ni les photons [particules d’interaction coulombienne].

Faut- il en déduire que
♦ l’interaction vient des particules hors son horizon,
♦ ou que les particules d’interaction n’obéissent pas à la loi des particules « ordinaires » ?


@+
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[kite4life]

Les gravitons s'échappent du trou noir!

[invite58a61433]

Bonjour,

Pour un observateur extérieur un trou noir n'est jamais formé. Tout ce que voit un observateur extérieur c'est une étoile qui s'effondre de plus en plus lentement (de son point de vue) sans jamais atteindre le stade de trou noir (il faudrait un temps infini, à un observateur extérieur, pour voir le trou noir se former effectivement). Les gravitons viennent donc de cette étoile en effondrement.

[kite4life]

Je ne sais pas ce que vous appelez trou noir. A mon sans, des que la masse est suffisamment concentrée pour être complètement a l'interieur de son rayon de schwarzschild, le trou noir est formé.

Ensuite la matière tombe vers une singularité gravitationnelle au centre du trou noir.
Pour un observateur exterieur, en effet, ce temps de chute est infini, et pour nous, aucune singularité ne s'est encore formée. Mais en ce qui concerne la limite de schwarzchild, je ne pense pas que les lois de la relativité retardent infiniment la chute d'un objet a l'interieur de ce rayon. Cela dit, ca m'interesse si vous en savez plus.

De meme, il me semble bien que les gravitons ne sont pas sujet a l'influence de la gravite.

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite58a61433]

Voir par example : "Relativité générale" Hobson, Estathiou, Lasenby, page 257, 11.7 Effondrement de poussière à symétrie sphérique. Au dernier paragraphe de la page tu trouveras confirmation de ce que je dit. (je ne cite pas car il faudrait citer plus une page de texte pour que ce soit compréhensible)

De meme, il me semble bien que les gravitons ne sont pas sujet a l'influence de la gravite.

Ce ne serait vrai que dans une version linéarisée de la gravité quantique (i.e. les équations d'Einstein, linéarisées puis quantifiées) ce qui ne serait pas pertinent dans ce cas car les champs gravitationnels sont intenses.

[invite58a61433]

Ce ne serait vrai que dans une version linéarisée de la gravité quantique (i.e. les équations d'Einstein, linéarisées puis quantifiées) ce qui ne serait pas pertinent dans ce cas car les champs gravitationnels sont intenses.

En fait mon dernier argument est débile et bien moins fort que le véritable argument qui est le suivant : les gravitons suivent les géodésiques, or il n'y a pas de géodésiques qui sortent d'un trou noir.

[invite58a61433]

En fait je reformule ce que j'ai dit : il y a des interactions gravitons-gravitons (dues à la non linéarité des équations d'Einstein en la métrique), donc le graviton est sensible à la gravité. Cependant ce qui interdit réellement un graviton de sortir du trou noir c'est qu'il n'y a pas de géodésiques sortant d'un trou noir (le graviton les suivant). Et ce qui nous le confirme, c'est que si des gravitons pouvait sortir du trou noir alors un astronaute dans un trou noir pourrait utiliser les ondes gravitationnelles pour communiquer avec un astronaute à l'extérieur...
Reste le bémol : parler de graviton est de toute façon conditionné par l'existence d'une formulation cohérente et expérimentalement vérifiée de la gravité quantique, à l'heure actuelle une telle formulation n'existe pas.

PS : désolé pour les 3 messages d'affilé...

[arrial]

Les gravitons s'échappent du trou noir!

Salut, comment un hypothétique quantum, de masse nulle tout comme le photon, car les mesures sur les ondes de gravitation montrent également une vitesse égale à c, pourrait s'échapper du trou noir ?
À même titre que les photonds d'interaction, d'ailleurs …


@+

[kite4life]

ok, Tres interessant, je ne connaissais pas. puis ca parait parfaitement logique.

merci ^^

[Zefram Cochrane]

En fait je reformule ce que j'ai dit : il y a des interactions gravitons-gravitons (dues à la non linéarité des équations d'Einstein en la métrique), donc le graviton est sensible à la gravité. Cependant ce qui interdit réellement un graviton de sortir du trou noir c'est qu'il n'y a pas de géodésiques sortant d'un trou noir (le graviton les suivant). Et ce qui nous le confirme, c'est que si des gravitons pouvait sortir du trou noir alors un astronaute dans un trou noir pourrait utiliser les ondes gravitationnelles pour communiquer avec un astronaute à l'extérieur...
Reste le bémol : parler de graviton est de toute façon conditionné par l'existence d'une formulation cohérente et expérimentalement vérifiée de la gravité quantique, à l'heure actuelle une telle formulation n'existe pas.

PS : désolé pour les 3 messages d'affilé...

Bonsoir,
je trouve la réfléxion sur la relation des gravitons très pertinente, mais j'aurais quelques observations à émettre.
Effectivement quand de la matière s'approche de l'horizon la dilatation du temps fait que sa chute semble s'éterniser (concept d'étoile gelée). Cependant, la matière poursuit sa chute dans le trou noir et en atteignant la singularité, la charge en énergie augmentant sa masse théorique (car quand de l'énergie lumineuse atteint la singularité sa masse augmente de Hu/C²).

La masse théorique augmentant, le rayon du trou noir s'étend et absorbe l'image fantôme éternelle de la matière. Par conséquent, bien que ralentie du fait de la dilatation du temps, la chute de la matière dans un TN se déroule dans un laps de temps fini.
Donc si le champ gravitationnel n'étaient du qu'aux gravitons de l'image fantôme remontant les géodésiques, le champ gravitationnel du trou noir finirait par s'estomper.

Par conséquent, tout en gardant à l'esprit que les gravitons ne peuvent sortir du trou noir pour les raisons que tu invoques, dans le cadre du modèle de la RG, il doit exister une autre raison pour expliquer le champ gravitationnel des trous noirs.

cordialement,
zefram

[inviteccac9361]

Salut, comment un hypothétique quantum, de masse nulle tout comme le photon, car les mesures sur les ondes de gravitation montrent également une vitesse égale à c, pourrait s'échapper du trou noir ?
À même titre que les photonds d'interaction, d'ailleurs …

Un trou noir n'est pas isolé.
Si j'ai bien suivi le concept, il pourait exister une fluctuation quantique, le rayonnement de Hawking.
Selon ce concept par exemple, un trou noir finirait par "s'évaporer" au bout d'un temps tres long.

Le rayonnement de Hawking postule la création permanente de paires particule - antiparticule à partir du vide sous l'action des forces de marée au voisinage de l'horizon d'un trou noir et en vertu de la théorie quantique des champs. Généralement, ces paires particule - antiparticule s'annihilent elles-mêmes aussitôt créées, excepté si un quelconque phénomène physique parvient à les séparer en un temps inférieur à leur durée de vie.
Comme on l'a dit, cela peut être le cas à l'horizon d'un trou noir, un endroit où les forces de marée gravitationnelles sont tellement intenses qu'elles peuvent éloigner les deux constituantes de la paire, l'une d'entre elles étant alors absorbée et l'autre pouvant s'échapper.

http://www.futura-sciences.com/fr/de...-hawking_4889/

La différence importante que je conçoit ici, (là je m'avance peut-être une peu) entre un objet classique et un trou noir, serait que l'objet classique possède un volume, alors qu'un trou noir possède une surface.

En fait mon dernier argument est débile et bien moins fort que le véritable argument qui est le suivant : les gravitons suivent les géodésiques, or il n'y a pas de géodésiques qui sortent d'un trou noir.

On est d'accord, mais c'est un concept de la RG, il ne s'applique que jusqu'à l'horizon du trou noir.

L'horizon est l'endroit précis où une particule de lumière (un photon) peut orbiter autour du trou noir, comme conséquence de la courbure extrême de l'espace-temps, telle que décrite par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Le photon deviendrait ainsi un satellite de la singularité, tournant indéfiniment sur cette ligne d'horizon. L'horizon est également le point exact au-delà duquel le temps ne s'écoule plus. Pour un observateur se maintenant à distance, il verrait un astronaute s'approcher d'un trou noir prendre de plus en plus de temps à atteindre l'horizon car le temps se dilate à ses abords. L'astronaute, lui, se verrait franchir l'horizon normalement, sans soubresaut ni étirement temporel. Il continuerait sa course vers le centre du trou noir.

Tout ce qui entre dans le trou noir augmente sa masse et donc agrandit un peu plus les dimensions de l'horizon. Ce qui est au-delà de l'horizon et hors de notre univers n'est pas pour autant englouti instantanément par la singularité et peut, entre l'horizon et la singularité, continuer à être soumis aux lois de la physique quantique. Le physicien Stephen Hawking a démontré que les trous noirs peuvent perdre une partie de leur masse, ainsi que les mécanismes d'évaporation par les mécanismes de création de paires particules/antiparticules des fluctuations du vide au niveau de l'horizon, conséquence directe du principe d'incertitude d'Heisenberg.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Horizon_(trou_noir)

[invite58a61433]

Petite réponse rapide je répondrai plus tard au reste mais il y a deux trucs horribles dans ce que je viens de voir :

L'horizon est l'endroit précis où une particule de lumière (un photon) peut orbiter autour du trou noir, comme conséquence de la courbure extrême de l'espace-temps, telle que décrite par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein.

Ce qui est absolument faux et archi-faux. L'horizon n'est pas l'endroit où les photons orbitent autour du trou noir. L'endroit où les photons orbitent (enfin c'est un bien grand mot vu que de toutes façons c'est une orbite instable) est la sphère de photons à un rayon plus grand que le rayon de Schwarzschild et qui vaut : , R_S le rayon de Schwarzschild, pour un trou noir de Schwarzschild. Bref comme quoi il faut faire gaffe à wikipedia.

On est d'accord, mais c'est un concept de la RG, il ne s'applique que jusqu'à l'horizon du trou noir.

Le concept de géodésiques s'applique très bien à l'intérieur d'un trou noir, tant que tu n'es pas à la singularité en r=0. Donc ça s'applique aussi passé l'horizon, et c'est utilisé tous les jours.

Pour le reste, les remarques de Zefram Cochrane me semblent invalides aussi mais il faut que je réfléchisse car il me donne un doute (je dirais encore que pour un observateur extérieur les photons ne franchissent pas le rayon de Schwarzschild en un temps fini, cela dit il est vrai que pour un observateur en chute libre dans le trou noir les photons atteignent la singularité en un temps fini).

[obi76]

J'ai corrigé la page de wikipedia.

[invite58a61433]

J'ai corrigé la page de wikipedia.

Très bonne idée, c'est mieux comme ça

Effectivement quand de la matière s'approche de l'horizon la dilatation du temps fait que sa chute semble s'éterniser (concept d'étoile gelée). Cependant, la matière poursuit sa chute dans le trou noir et en atteignant la singularité, la charge en énergie augmentant sa masse théorique (car quand de l'énergie lumineuse atteint la singularité sa masse augmente de Hu/C2).

Oui mais la question pertinente c'est du point de vue de qui ? Il se trouve que du point de vue d'un observateur extérieur la matière ne chute jamais sur la singularité mais plus encore elle ne franchit jamais le rayon de Schwarzschild. Il s'en suit que le reste ne tient plus à partir de là. En particulier le rayon de Schwarzschild n'augmente pas tant que de la matière ne le franchie pas, or pour un observateur extérieur la matière mais un temps infini à franchir l'horizon des évènements. Les observateurs à l'extérieur de trou noir ne verront que des étoiles gelées.

[inviteccac9361]

Un petit complément.

Et Hawking ? Pourquoi a-t-il finalement changé d'avis ?

LEONARD SUSSKIND : En raison, je pense, d'une autre confirmation indirecte du principe holographique, développée par Maldacena en 1998 [5] . Il a montré que la force de gravité, décrite à l'aide de la théorie des cordes, dans un volume d'espace hyperbolique à quatre dimensions, était équivalente, sur le plan mathématique, à une théorie quantique des interactions entre des particules évoluant à la surface de ce volume. Tout ce qui se manifeste à l'intérieur serait comme un hologramme, une projection de la réalité associée à la surface de cette région. Les travaux de Maldacena ont eu un impact très important. Ils ont confirmé, de mon point de vue, que l'information contenue dans un trou noir n'était pas irrémédiablement perdue, mais codée à la surface de l'horizon. Hawking s'est alors retrouvé de plus en plus isolé. Et, après avoir poussé son raisonnement dans ses derniers retranchements, il a fini par concéder et par expliquer, en 2004 et en 2005 [6] , qu'il s'était trompé.

http://www.larecherche.fr/content/re...ticle?id=24818

[invitec913303f]

Il se trouve que du point de vue d'un observateur extérieur la matière ne chute jamais sur la singularité mais plus encore elle ne franchit jamais le rayon de Schwarzschild. Il s'en suit que le reste ne tient plus à partir de là. En particulier le rayon de Schwarzschild n'augmente pas tant que de la matière ne le franchie pas, or pour un observateur extérieur la matière mais un temps infini à franchir l'horizon des évènements. Les observateurs à l'extérieur de trou noir ne verront que des étoiles gelées.

Mais pourtant, si je me place sur un cailloux qui tombe dessus, je devrais franchir la singularités n'est ce pas?

Peut être j'ai mal compris ton message...

[invite58a61433]

Un trou noir n'est pas isolé.
Si j'ai bien suivi le concept, il pourait exister une fluctuation quantique, le rayonnement de Hawking.
Selon ce concept par exemple, un trou noir finirait par "s'évaporer" au bout d'un temps tres long.

En fait ça n'a pas franchement de rapport avec la question posée. La question ne portant pas sur le rayonnement Hawking, mais sur la façon dont est transmise la gravité d'un trou noir vers l'extérieur. Pour un trou noir stellaire les effets quantiques au niveau de l'horizon sont ultra-négligeables, et on peut sans problème mettre tout ça de coté.

[inviteccac9361]

Pour un trou noir stellaire les effets quantiques au niveau de l'horizon sont ultra-négligeables, et on peut sans problème mettre tout ça de coté

C'est effectivement la question que je me posais.
Est-ce négligeable ?

La réponse donc; non, c'est ultra-négligeable.
Ok, merci pour l'information.

[Zefram Cochrane]

Oui mais la question pertinente c'est du point de vue de qui ? Il se trouve que du point de vue d'un observateur extérieur la matière ne chute jamais sur la singularité mais plus encore elle ne franchit jamais le rayon de Schwarzschild. Il s'en suit que le reste ne tient plus à partir de là. En particulier le rayon de Schwarzschild n'augmente pas tant que de la matière ne le franchie pas, or pour un observateur extérieur la matière mais un temps infini à franchir l'horizon des évènements. Les observateurs à l'extérieur de trou noir ne verront que des étoiles gelées.

Bonjour,
Je t'avoue ue ton explication heurte un peu ma conception de l'astre, mais pourquoi pas?
Après tout, c'est un peu le propre de la relativité.

Donc si je résume bien les choses. L'observateur extérieur ne verra pas d'horizon du TN qu'il pourra presque réduire à la singularité?

Dès lors qu'une étoile s'effondre en TN. L'observateur ne verra que la matière se geler. si l'étoile a une masse M, le rayon du TN sous entendu Rs est Racine(2GM/C²), donc si de la matière tombe dans un TN il la verra se geler à Rs.

Pour les photons à présent: les TN sont constamment illuminés par les étoiles et par le CMB. Ils sont continuellement bombardés par des photons qui chargent la singularité en énergie, donc la masse théorique du TN augmente, son rayon s'étend. Vu que la masse des photon est nulle, comment ce se gère t'il au niveau des gravitons?