Energie potentielle de la lumière.

[Trapper]

Bonjour,

J'ai une question assez surprenante sur les trous noires. Et si les trous noires sont noires à cause de l'absorption d'énergie de la lumière ? Je m'explique :

Si le coeur du trou noir émet de la lumière, ce rayon de lumière possédant une quantité X d'énergie. Que se passe-t-il lorsque le rayon de lumière remonte l'espace-temps et convertit toute son énergie électromagnétique en énergie potentielle de pesanteur ?

Car oui, la lumière est une forme d'énergie donc il y a aussi une équivalence masse/énergie. Cela veut dire que n'importe quelle forme d'énergie est soumis à un champs de pesanteur et à l'énergie potentielle de l'espace-temps.

Donc ma question : En quoi se transforme l'énergie potentielle de pesanteur de l'énergie d'un rayon de lumière, lorsqu'un rayon de lumière venant du fin fond d'un trou noir, a convertit toute son énergie lumineuse en énergie potentielle de pesanteur ?

Car peut importe le niveau d'énergie de la lumière, son énergie cinétique = 0 donc peu importe le niveau d'énergie des photons, ils iront toujours vitesse lumière. Sauf que, que se passe-t-il lorsque les paquets de photons sont complètement déchargé car ils ont convertit toute leur énergie dans l'énergie potentielle de pesanteur.

Donc :
1 : En quoi se transforme des paquets de photons déchargés avec un niveau d'énergie électromagnétique de 0 mais possédant une énergie potentielle de pesanteur de X ?

Merci d'avance.
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[Phoboe]

Bonjour,

Tu fais une erreur. Tu assimiles la lumière avec un corps ayant une masse. Mais un photon n'a pas de masse.
L'equation E=mc^2 c'est bien mais de base dire que le photon a une masse c'est faux.
Donc lui donner une énergie potentielle de pesanteur c'est une erreur aussi.

Les ondes électromagnétiques ce sont des ondes, pas des corps.

Et pour répondre à ta question, on ne sais pas.
On n'est pas capable de décrire quoi que ce soit au dela de l'horizon des évènements. Pour cela, je te laisse unifier théorie de la relativité générale et mécanique quantique. Tu pourras théoriser sur ce que tu veux

Et retiens que le champs de pesanteur dont tu parles, c'est une déformation intrinsèque de l'espace-temps. C'est pour cette raison que l'on a pas besoin de connaître la masse d'un corps pour connaître sa trajectoire autour d'un corps massif.

[Trapper]

Tu fais une erreur. Tu assimiles la lumière avec un corps ayant une masse. Mais un photon n'a pas de masse.
L'equation E=mc^2 c'est bien mais de base dire que le photon a une masse c'est faux.
Donc lui donner une énergie potentielle de pesanteur c'est une erreur aussi.

Bonjour,
désolé de te contredire, je n'ai pas dit que la lumière a une masse, j'ai dit que l'équivalence masse/énergie est vrai. Cela veut dire que les photons sont bien soumis au champs de pesanteur gravitationnel de l'espace-temps. Car la masse c'est de l'énergie et inversement. Mais ce qui fait la courbure de l'espace-temps, c'est la densité d'énergie dans l'espace-temps. Et comme la quantité d'énergie d'un rayon de lumière par exemple n'est pas nulle alors cela veut dire que la courbure d'un paquet de photons n'est pas nulle. Ce qui veut dire que comme un rayon de lumière possède une certaine quantité d'énergie alors il courbe également l'espace-temps mais c'est très infinitésimal.
Et d'ailleurs, on peut voir la preuve observationnelle, le décalage vers le rouge correspond soit à l'effet Doppler car la galaxie s'éloigne de nous ou soit parce que la lumière qui vient d'une galaxie de 10 milliards d'année-lumière de distance a du remonter la pente de l'espace-temps et a donc perdu en énergie électromagnétique puisqu'une partie de son énergie a été converti en énergie potentielle de pesanteur.
Pourquoi la lumière a du remonter la pente dans l'altitude de l'espace-temps ? Car il y a 10 milliards d'années, l'univers était bien plus dense donc qui dit densité d'énergie dit une plus grande profondeur dans l'espace-temps. CQFD.

Après pour les trous noires, j'avais aussi lu un article de science et vie qui disait que le MIT avait réussi à apparié une paire de photons avec une masse infinitésimal. D'où le fait que les photons restent peut-être coincé dans le trou noir ?

[Trapper]

Et retiens que le champs de pesanteur dont tu parles, c'est une déformation intrinsèque de l'espace-temps

En fait, toute forme d'énergie soumis au champs de pesanteur est également soumis à l'énergie potentielle de pesanteur. Je m'en suis rendu compte lors d'une expérience de pensée plutôt simple, car j'arrivai à violer la loi de la conservation de l'énergie.

L'expérience de pensée est la suivante :
Soit une masse m de 1kg à la surface de la Terre. On enlève l'atmosphère pour des problèmes pratiques.
On transforme ce 1 kg de masse en énergie pur. Comme par exemple de l'uranium. Cette énergie pur, ce sont des rayons gamma, qu'on envoie directement sur un satellite en orbite à 1000 km d'altitude. Ce satellite récupère l'énergie des rayons et il a la particularité de retransformer toute l'énergie des rayonnements en 1kg.

En clair, le satellite retransforme toute l'énergie en masse. Mais là on a un problème de conservation de l'énergie puisque si je relâche le 1kg à 1000km d'altitude. On aura E=mC² avec m = 1kg
+Epp = mgz
Ce qui n'est pas possible. Et voilà ce qui prouve donc bel et bien que les rayonnements de masse 0 possèdent une énergie potentielle de pesanteur. CQFD.
Car c'est en fait l'énergie en elle même qui possède une énergie potentielle de pesanteur d'où la densité d'énergie dans l'espace-temps qui fait la gravité.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jacknicklaus]

Bonjour,
J'ai une question assez surprenante sur les trous noires. Et si les trous noires sont noires à cause de l'absorption d'énergie de la lumière ?

Ce n'est pas surprenant, c'est plutôt le principe. Le trou noir (noir c'est noir, pas " trou noire")capte irrémédiablement tout ce qui passe sous son horizon

Si le coeur du trou noir émet de la lumière, ce rayon de lumière possédant une quantité X d'énergie. Que se passe-t-il lorsque le rayon de lumière remonte l'espace-temps et convertit toute son énergie électromagnétique en énergie potentielle de pesanteur ?

nawak. le "coeur" d'un trou noir n'émet pas de lumière. Et "rayon de lumière remonte l'espace temps" ne veut rien dire.

Car oui, la lumière est une forme d'énergie donc il y a aussi une équivalence masse/énergie. Cela veut dire que n'importe quelle forme d'énergie est soumis à un champs de pesanteur et à l'énergie potentielle de l'espace-temps.

évidemment, c'est la base de la RG. Disons plus précisément que n'importe quelle forme de masse/énergie est soumise à la gravitation. Energie potentielle de l'espace temps ne veut rien dire.

Donc ma question : En quoi se transforme l'énergie potentielle de pesanteur de l'énergie d'un rayon de lumière, lorsqu'un rayon de lumière venant du fin fond d'un trou noir, a convertit toute son énergie lumineuse en énergie potentielle de pesanteur ?

Car peut importe le niveau d'énergie de la lumière, son énergie cinétique = 0 donc peu importe le niveau d'énergie des photons, ils iront toujours vitesse lumière. Sauf que, que se passe-t-il lorsque les paquets de photons sont complètement déchargé car ils ont convertit toute leur énergie dans l'énergie potentielle de pesanteur.

Donc :
1 : En quoi se transforme des paquets de photons déchargés avec un niveau d'énergie électromagnétique de 0 mais possédant une énergie potentielle de pesanteur de X ?

Merci d'avance.

Bon là encore pas mal de nawak, mais le fond de ta question concerne finalement les trajectoires de photons en relativité générale. Dans le cas simplifié de la solution de Schwarzschild, ces trajectoires ont gouvernées par une équation qui en effet fait intervenir une sorte d'énergie cinétique effective et une sorte d'énergie potentielle effective, la somme restant constante. En particulier cette énergie potentielle s'écrit
. Cette courbe tends vers -infini vers r = 0; a un maximum en r = 3GM, et tends vers 0 en r = infini. D'où on peut lire directement les trajectoires possibles selon les valeurs du paramètre d'impact (= distance entre la trajectoire du photon à très grand r et la ligne radiale initialement // à la trajectoire)
paramètre d'impact supérieur à la valeur critique (sommet de la courbe) : le photon spirale vers le trou noir
paramètre égal à la valeur critique : photon en orbite à r = 3GM. manque de bol pour le photon, cette orbite est instable
paramètre supérieur : le photon repart vers l'infini.

[Trapper]

nawak. le "coeur" d'un trou noir n'émet pas de lumière.

Lorsque je parle du coeur du trou noir, c'est la singularité. Et vous pensez vraiment que 100 millions de masses solaires concentrées en un point n'émettent pas d'énergie ? Ce que je veux dire, c'est que si on a une densité de 100 millions de masses solaires concentrées dans une singularité de la longueur de Planck, peu importe si il y a encore la masse à l'état de matière ou si toute la masse s'est transformée en densité d'énergie pur. Il y aura forcément des émissions de rayons gamma. Ou alors les photons ont fusionné pour faire une étoile à photons. Bref, ce qui est sûr, c'est que l'énergie est concentrée, d'où l'extrême gravité jusqu'au point du potentiel 0 => singularité.

Et "rayon de lumière remonte l'espace temps" ne veut rien dire.

Je pense que vous n'avez pas saisis la structure hyper dimensionnelle de l'espace-temps. Lorsque j'ai dit que le rayon de lumière remonte l'espace-temps c'est qu'il remonte dans l'altitude du trou noir donc dans l'altitude de l'espace-temps. Nous vivons dans un univers tridimensionnel, et un trou noir forme un trou dans cet espace-temps. Ce trou est une altitude dans une 4ème dimension. Exactement comme un poisson qui ne peut pas voir l'air dans un tourbillon d'eau.
Le potentiel du point zéro correspond à l'altitude 0 de l'espace-temps, densité d'énergie infini, big-bang...

Energie potentielle de l'espace temps ne veut rien dire.

C'est l'énergie potentielle de pesanteur de l'altitude de l'espace-temps. Cela veut dire que 1kg possède une Epp de mgz par rapport au niveau 0 de l'espace-temps.

Bon là encore pas mal de nawak, mais le fond de ta question concerne finalement les trajectoires de photons en relativité générale

Et non, cela ne concerne pas les trajectoires mais bien l'altitude de l'espace-temps. En gros, qu'est-ce qu'il se passe lorsqu'un rayon de lumière qui remonte en altitude dans l'espace-temps n'a plus d'énergie électromagnétique ? Et que devient son énergie potentielle de pesanteur ? Rayonnement de Hawking ?

[zebular]

Bonjour
l'histoire du poisson me plait bien ...et tu en aurais d'autres des analogies gratinées comme celle ci,pour mon album?
Pas bien clair toutes ces expressions

[Mailou75]

En gros, qu'est-ce qu'il se passe lorsqu'un rayon de lumière qui remonte en altitude (...)

Il perd de l'énergie tout simplement (car il ne peut pas perdre de vitesse). Une image à l’emporte pièce : si tu émets un rayon gamma proche d’un trou noir, un observateur éloigné recevra une onde radio. C’est le redshift gravitationnel.

[albanxiii]

Cela veut dire que 1kg possède une Epp de mgz par rapport au niveau 0 de l'espace-temps.

Rien que cette phrase, ça vaut son pesant de cacahuètes !

Il y a beaucoup de théorie personnelle et de n'importe quoi dans ce fil, de la part de quelqu'un qui a montré par ailleurs qu'il ne maîtrise pas du tout la physique de lycée. Alors, soit on arrête les délires personnels et on pose des questions pour apprendre, soit on ferme ce fil.
Sans confinement j'imagine que vous ne vous seriez jamais inscrit ici pour vous exposer vos vues sur la physique...

albanxiii, pour la modération.

[jacknicklaus]

Lorsque je parle du coeur du trou noir, c'est la singularité. Et vous pensez vraiment que 100 millions de masses solaires concentrées en un point n'émettent pas d'énergie ? Ce que je veux dire, c'est que si on a une densité de 100 millions de masses solaires concentrées dans une singularité de la longueur de Planck, peu importe si il y a encore la masse à l'état de matière ou si toute la masse s'est transformée en densité d'énergie pur. Il y aura forcément des émissions de rayons gamma. Ou alors les photons ont fusionné pour faire une étoile à photons.

perso, j'arrête toute participation à ce fil, il est clair que le PP vient ici non pour poser des questions et apprendre, mais pour délirer sur un sujet dont il n'a pas la moindre idée.

[Phoboe]

Je suis d'accord, c'est n'importequoi là
Regarder des vidéos de Minute physics suffira à élever ton niveau.

En sciences on utilise du vocabulaire, que je ne prétend pas maîtriser, mais je peux me rendre compte que tu en utilises aucun

Si on ne sait pas décrire le comportement interne d'un tel objet, c'est qu'il y a une raison. C'est le travail de plus d'une vie, et les scientifiques qui planchent dessus utilisent des equations très très complexes, tant qu'il est impossible pour la plupart des equations d'en tirer une notion physique claire et précise.

J'ai l'impression que tu mélanges tout, dans ta tête ça doit être un sacré bordel..

Je te conseille de faire des recherches à propos de :
Référentiel inertiel,
Masse d'épreuve,
Géodésiques et métriques...

Mais surtout il faut absolument que tu t'exprimes avec un vocabulaire righoureux lorsque tu souhaites discuter de choses complexes comme celles ci.
Et je le répète, je ne prétend pas être une spécialiste.

[Trapper]

##################

Donc :
1 : En quoi se transforme des paquets de photons déchargés avec un niveau d'énergie électromagnétique de 0 mais possédant une énergie potentielle de pesanteur de X ?

En clair, la lumière c'est de l'énergie, si cette énergie est absorbée par sa propre Epp car le rayon gagne en altitude dans le trou noir. Alors en quoi se transforme l'Epp du rayon lorsque l'énergie du rayon de lumière arrive à 0 à une certaine altitude dans le trou noir?

[Deedee81]

Salut,

En clair, la lumière c'est de l'énergie, si cette énergie est absorbée par sa propre Epp car le rayon gagne en altitude dans le trou noir. Alors en quoi se transforme l'Epp du rayon lorsque l'énergie du rayon de lumière arrive à 0 à une certaine altitude dans le trou noir?

C'est pas très compréhensible. Tu peux reformuler clairement ?

Car dans le trou noir, les géodésiques sont à sens unique (vers le centre). Il est impossible de "gagner de l'altitude". Donc je ne suis pas sûr de la signification de ta question.

[albanxiii]

[En clair, la lumière c'est de l'énergie,

NON !

C'est ce genre d'affirmation qui va me conduire à bientôt fermer ce fil.
Si vous n'êtes pas sur de quelque chose, posez-une question au lieu d'affirmer. Par exemple : "la lumière est-elle uniquement de l'énergie ?"

[Deedee81]

En plus c'est facile à trouver :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Onde_%...%C3%A9t%C3%A9s
https://fr.wikipedia.org/wiki/Photon...%A9s_physiques

[Trapper]

C'est pas très compréhensible. Tu peux reformuler clairement ?

Car dans le trou noir, les géodésiques sont à sens unique (vers le centre). Il est impossible de "gagner de l'altitude". Donc je ne suis pas sûr de la signification de ta question.

Bonjour,
1 : La lumière est une forme d'énergie par rayonnement d'ondes électromagnétiques.
2 : La masse d'un rayon de lumière possédant x énergie est de 0. Donc le rayon de lumière peut regagner de l'altitude car il n'est pas soumis à la gravité mais bien seulement au champs de pesanteur de l'espace-temps.
3 : Lorsque le rayon de lumière remonte l'altitude de l'espace-temps, son énergie x se transforme en énergie potentielle de pesanteur.

Question : Qu'arrive-t-il aux quantas (paquets de photons) lorsque toute l'énergie x s'est transformé en Epp ? Le rayon de lumière disparaît-il ? Et si oui, que devient l'Epp, en quoi se transforme l'Epp du rayon de lumière à sa disparition à une certaine altitude z ?

Voilà, je ne peux pas être plus clair je pense là.

[pm42]

2 : La masse d'un rayon de lumière possédant x énergie est de 0. Donc le rayon de lumière peut regagner de l'altitude car il n'est pas soumis à la gravité mais bien seulement au champs de pesanteur de l'espace-temps.

Ce concept de "champs de pesanteur de l'espace-temps" que tu utilises semble t'être propre. Mais le séparer de la gravité n'a pas de sens d'autant que la lumière est soumise à la gravité, il y a de nombreux fils sur le sujet. Et c'est vrai même en physique newtonnienne. Tu peux lire ceci https://forums.futura-sciences.com/p...avitation.html

[phys4]

Question : Qu'arrive-t-il aux quantas (paquets de photons) lorsque toute l'énergie x s'est transformé en Epp ? Le rayon de lumière disparaît-il ? Et si oui, que devient l'Epp, en quoi se transforme l'Epp du rayon de lumière à sa disparition à une certaine altitude z ?

Voilà, je ne peux pas être plus clair je pense là.

Bonjour,
La question est très claire, et la réponse aussi j'espère :
Il arrive exactement la même chose que lorsque vous jetez un caillou en l'air, après épuisement de son énergie potentielle, il retombe.
C'est pareil pour un faisceau de lumière, un faisceau qui serait émis au niveau de l'horizon, ne s'élève pas indéfiniment s'il n'a pas la bonne incidence, il finit par redescendre.

[Trapper]

Ce concept de "champs de pesanteur de l'espace-temps" que tu utilises semble t'être propre. Mais le séparer de la gravité n'a pas de sens d'autant que la lumière est soumise à la gravité, il y a de nombreux fils sur le sujet. Et c'est vrai même en physique newtonnienne. Tu peux lire ceci https://forums.futura-sciences.com/p...avitation.html

Bonjour,
le champs de pesanteur de l'espace-temps, c'est le champs de pesanteur de l'astre qui forme une bulle ou champs de pesanteur dans l'espace-temps.

Mais le séparer de la gravité n'a pas de sens d'autant que la lumière est soumise à la gravité

La lumière est soumise au champs de pesanteur de l'astre, pas à la gravité.

Sinon merci encore aucune réponses concrètes....

Bonjour,
La question est très claire, et la réponse aussi j'espère :
Il arrive exactement la même chose que lorsque vous jetez un caillou en l'air, après épuisement de son énergie potentielle, il retombe.
C'est pareil pour un faisceau de lumière, un faisceau qui serait émis au niveau de l'horizon, ne s'élève pas indéfiniment s'il n'a pas la bonne incidence, il finit par redescendre.

Ah bon, je ne savais pas que la lumière pouvait retomber à l'épuisement de son Epp.

Alors, si je comprends bien cela veut donc dire que ce qui fait la chute de la lumière (le médiateur) agit sur les densités d'énergie. En fait ce que je veux dire, c'est que ce que je viens de comprendre, c'est que ce qui agit sur l'énergie que ce soit la masse ou la lumière, agit en fonction de l'Epp. J'en étais sûr, j'avais une théorie là dessus, c'est le niveau d'énergie potentielle dans l'altitude de la 4ème dimension.

Alors si je comprends bien, ce qui fait qu'on tombe, c'est donc la différence de potentielle de l'énergie potentiel de pesanteur de notre corps avec le niveau d'énergie potentiel du centre de gravité de la Terre. Mais ce qui est bizarre, c'est que plus la différence de potentielle est grande est moins il y a de gravité alors que plus elle est petite et plus la gravité augmente.

Et si on arrive à maintenir artificiellement une différence de potentiel Epp de 0, donc pas de différence de potentiel entre les 2 alors on ne tombe pas ?

Vous avez un avis là dessus phys4 ?

[obi76]

J'en étais sûr, j'avais une théorie là dessus, c'est le niveau d'énergie potentielle dans l'altitude de la 4ème dimension.

Allez, on arrête le carnage.