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Photons + vitesse + gravité



  1. #1
    SPH

    Red face Photons + vitesse + gravité


    ------

    Salut,

    je viens parler de la vitesse d'un photon et comment il reagit a la gravité. Puisque sa vitesse est invariable, j'aimerais revenir sur les explications que donnent certaines personnes sur les trous noirs. J'ai souvent entendu dire que la gravité est tellement forte que la lumiere n'arrive plus a s'echapper. Hors, cela entre en contradiction avec la loi des photons. Ils ne peuvent pas perdre une quelconque vitesse au point de reculer.
    J'imagine donc que l'explication plus exacte est que la gravité courbe l'espace temps et c'est si "profondement" courbé que les photons ont une distance presque (presque ??) infini a parcourir. Donc, on ne les vois pas.

    Si l'image que je m'en fait est exacte, j'aimerais avoir une idée de l'aspect du "puits" creusé par la gravité. Je ne sais pas si on peux vraiment l'imager mais ce puits a t'il des "parois" perpendiculaires a l'espace temps non courbé ??
    Ce peut il que ses parois s'elargissent au point d'etre une cavité beaucoup plus grance que l'entrée du puits ?
    Je voudrais surtout savoir ce que cela voudrait dire concretement ??

    En parlant de trous noirs, certains parlent aussi de trous blancs (une espece de sortie). Si le puits est droit sur son axe, alors, est il possible que l'espace temps non courbé soit finalement courbé pour se rejoindre telle une sphere ? (trous noirs et blancs possibles car ce serait une galerie traversant toute la sphere) ??

    Dites moi ce qui est reel et ce qui est fantaisiste. THX

    -----

  2. #2
    physastro

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Et bien pour te faire une petite idée de l'influence d'un TN sur la structure de l'espace-temps prends comme on l'emploie souvent l'image d'une bille sur un drap tendu ; celle-ci le creusera un peu comme un cône retourné...
    Il s'avère que pour le cas d'un TN on ne sait pas comment est "l'extrêmité" de la déformation, certains envisagent que la structure est déchirée...à première vue on pourrait penser que l'idée d'une déchirure dans la structure de l'espace-temps serait catastrophique pour l'avenir de l'univers, mais en théorie des cordes par exemples il est supposé que des cordes "englobent" la déchirure empêchant tout éventuel cataclysme ...

  3. #3
    SPH

    Re : Protons + vitesse + gravité

    La courbure de l'espace-temps dévient les photons. Mais quelle forme peut avoir une deviation pour qu'un photon ne puisse jamais revenir (dans un TN) ??
    Si vous ne comprenez pas ce que je veux dire, imaginez de multiples routes allant d'un point A a un point B. Qu'importe si on empreinte la route la plus droite ou la route qui fasse 100 milliards de Km, le parcours est possible.
    Puisque le photon a la meme vitesse, quelle sorte de chemin peut il bien empreinter pour ne jamais arriver vers nous ???

  4. #4
    jecario

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Je n'ai pas fait de physique à un niveau aussi poussé, mais je crois qu'on considère qu'un trou noir est une déformation infinie de l'espace temps. Donc si un photon y est entraîné, il devra voyager durant un temps infini pour arriver au fond, qui est lui-même situé à une distance... infinie.

    Pour reprendre l'exemple de la route, imagine que pour aller d'un point A à un point B. Soit tu fais un détour par la plaine et tu mesure la distance à parcourir de manière géométrique, soit tu passes par le ravin dont la profondeur est infinie. Comme il se doit , il faut descendre la première pente, traverser le fond, et remonter. Et ben là, tu n'en finis jamais de descendre la première pente.
    Même si tu veux rester sur la pente et remonter ensuite sans toucher le fond, tu te retrouves avec une pente trop raide pour remonter. Et quand tu es au fond, tu ne peux pas remonter, toujours à cause de la raideur de la pente.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    physastro

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Et bien il s'avère que les photons suivent ce que l'on appelle des géodésiques (le chemin le plus direct entre 2 points). Il est intuitif pour nous de penser que c'est la ligne droite, c'est effectivement le cas en géométrie euclidienne (en espace plat, sans courbure), or pour traiter le cas desphotons passant à proximiter d'un astre(étoile, naine blanche, étoile à neutron, TN ...) il est évident que la courbure locale sera d'autant plus marquée que l'astre sera massif, il faut donc traiter le problème en géométrie riemmanienne (espace courbe) où dans ce cas la ligne droite n'est plus la solution du pb.
    Il s'avère que dans le cas du TN la courbure va être telle que le photon qui passera trop près de l'astre ne pourra s'échapper de son champ gravitationnel, en fait la courbure est supposée "infinie" (mais en physique comme tu dois le savoir les notions d'infini ne veulent pas dire grand chose et sont donc à prendre avec des pincettes...) ...

  7. #6
    SPH

    Re : Photons + vitesse + gravité


    Et si les photons pouvaient "mourir" ????

    Y a-t'on deja pensé ??

  8. #7
    monsieurab

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par SPH

    Et si les photons pouvaient "mourir" ????

    Y a-t'on deja pensé ??
    C'est de l'humour, ou bien la question est serieuse?

  9. #8
    deep_turtle

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Et si ça n'en est pas, que veux-tu dire par "mourir" (c'est pas "vivant", un photon...) ?
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  10. #9
    f6bes

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par jecario
    ..... qu'un trou noir est une déformation infinie de l'espace temps. Donc si un photon y est entraîné, il devra voyager durant un temps infini pour arriver au fond, qui est lui-même situé à une distance... infinie.
    Tiens je trouve bizarre de dire cela.Il me semble qu'un trou noir est qq chose de "fini".On en trouve parait il au centre des galaxies.(Une Galaxie est "finie").Donc le trou noir qui s'y trouve l'est aussi.
    Il me semble que c'est le résultat de l'effondrement sur elle meme d'une étoile (finie) super massive.
    Je pense qu'il est possible d'indiquer des dimensions pour un trou noir (mesures =finies).
    Qu'un photon ne puisse s'en échapper ne veut pas dire (je suppose) que le trou noir est "infini".
    Pourriez confirmez ou infirmez mon raisonnement.
    Cordialement
    Ne tiens pas a etre puching ball... (penser à regarder vos MP, )

  11. #10
    ClairEsprit

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par SPH
    Puisque le photon a la meme vitesse, quelle sorte de chemin peut il bien empreinter pour ne jamais arriver vers nous ???
    Peut-être que le photon revient vers nous tout de même, si on accepte le rayonnement de Hawking. Je veus dire par là que si les trous noirs rayonnent, tout n'est donc pas finalement perdu à jamais; c'est restitué d'une certaine façon. Maintenant, je ne connais pas les aspects techniques du rayonnement de Hawking, et je ne sais pas si c'est relié de près ou de loin avec la matière qui peut être capturée par le trou noir; ou si un trou noir rayonne même avec le ventre vide ! Aparemment, le rayonnement est associé avec la capture d'une particule, si j'en crois le dossier FS sur le rayonnement de Hawking, mais avec un bilan d'énergie négatif pour le trou noir.
    Dernière modification par ClairEsprit ; 28/07/2006 à 18h51.

  12. #11
    physastro

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Effectivement, lorsque de la matière "tombe" dans un TN une paire de particule-antiparticule virtuelles intriquées entre-elles se crée dont l'une tombant vers la singularité et l'autre s'échappant du TN et composant ainsi le rayonnement dit de Hawking. Dans ce sens donc, on pourrait ainsi dire que l'information sur la matière capturée n'est pas pardue a jamais ; on peut y voir une sorte de téléportation quantique par intrication...

  13. #12
    physastro

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par f6bes
    Tiens je trouve bizarre de dire cela.Il me semble qu'un trou noir est qq chose de "fini".On en trouve parait il au centre des galaxies.(Une Galaxie est "finie").Donc le trou noir qui s'y trouve l'est aussi.
    Il me semble que c'est le résultat de l'effondrement sur elle meme d'une étoile (finie) super massive.
    Je pense qu'il est possible d'indiquer des dimensions pour un trou noir (mesures =finies).
    Qu'un photon ne puisse s'en échapper ne veut pas dire (je suppose) que le trou noir est "infini".
    Pourriez confirmez ou infirmez mon raisonnement.
    Cordialement
    Bien entendu, un TN est un astre compact, relativiste, c'est "physique" donc de dimension donnée et non infinie.
    En revanche, les valeurs de distorsions de l'espace-temps sont extrêmement intenses...

  14. #13
    didier9417

    Re : Protons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par physastro
    Effectivement, lorsque de la matière "tombe" dans un TN une paire de particule-antiparticule virtuelles intriquées entre-elles se crée dont l'une tombant vers la singularité et l'autre s'échappant du TN et composant ainsi le rayonnement dit de Hawking.
    bonsoir,
    les paires de particule-antiparticule ne sont pas"crées"par une particule tombant dans le TN,mais par l'energie du vide aux abords de l'horizon...si j'ai bien compris
    Dans ce sens donc, on pourrait ainsi dire que l'information sur la matière capturée n'est pas pardue a jamais ; on peut y voir une sorte de téléportation quantique par intrication...
    le ‘paradoxe de l’information'. Voyons ce que c’est.

    Théoriquement un trou noir avale tout ce qui traverse son horizon sans jamais le laisser ressortir. Il peut être décrit uniquement et complètement par sa masse et son moment cinétique (je néglige le cas chargé).Donc quoi que ce soit qui tombe à l’intérieur, le trou noir ne retiendra que sa masse et rien d’autre en l’absence de moment cinétique. De plus son évaporation se produit avec un rayonnement dit thermique ou de corps noir qui est le plus ‘désordonné’ possible.

    L’information liée à l’organisation des objets de même masse (par exemple) semble donc être perdue à tout jamais lorsque qu’on les jette dans un trou noir !
    quelles informations peut-on tirer de la particule rescapée...(la chanceuse )?
    cordialement,
    "toutes les voies sont preférables aux autres"...de je ne sais plus qui...:)

  15. #14
    SPH

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par monsieurab
    C'est de l'humour, ou bien la question est serieuse?
    C'est serieux :
    - Lorsque j'appuie sur l'interrupteur, je donne naissance a des photons.
    - Un observateur positionné tres loin vois ces photons.
    - Mais un autre ne les vois pas car il est dans le brouillard.

    Donc, les photons naissent, vivent, et semblent mourir !

    Meme une fois entré dans notre oeil, ne meurent-ils pas apres analyse par notre cerveau ?
    Ne me dites pas qu'ils rebondissent sur la retine pour ressortir quand meme...

    Bref, qu'arrive t'il a un photon qui percute un groupe d'atomes ??

  16. #15
    didier9417

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par SPH

    Meme une fois entré dans notre oeil, ne meurent-ils pas apres analyse par notre cerveau ?
    Ne me dites pas qu'ils rebondissent sur la retine pour ressortir quand meme...
    bonsoir,le son que percoivent tes oreilles "meurt"-il...?non,l'onde sonore pertube l'environnement(pression de l'air),et cette pertubation est ensuite percue par tes oreilles via les organes correspondants jusqu'a ton cerveau...et bien c'est un peu le meme principe pour l'onde EM.
    en esperant que ca t'éclaire....
    cordialement,
    "toutes les voies sont preférables aux autres"...de je ne sais plus qui...:)

  17. #16
    SPH

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Peut-on concevoir qu'un photon ait une vie eternelle ?

  18. #17
    Rincevent

    Re : Photons + vitesse + gravité

    oui, sans problème
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

  19. #18
    deep_turtle

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Pour compléter, on en détecte certains qui ont été émis il a plus de 13 milliards d'années et qui s'en portent très bien, merci pour eux !
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  20. #19
    SPH

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par SPH
    Peut-on concevoir qu'un photon ait une vie eternelle ?
    Ok, alors qu'arrivent ils aux protons dans une piece aux murs en mirroir ? Pkoi, apres avoir eteind la lumiere, les photons disparaissent ???

  21. #20
    didier9417

    Re : Photons + vitesse + gravité

    salut,
    Citation Envoyé par SPH
    OkPkoi, apres avoir eteind la lumiere, les photons disparaissent ???
    tu es serieux la?

    Citation Envoyé par sph
    alors qu'arrivent ils aux protons dans une piece aux murs en mirroir?
    ils s'font une p'tite beauté(des vrais nanas...)....désolé ,pas pu resister
    "toutes les voies sont preférables aux autres"...de je ne sais plus qui...:)

  22. #21
    SPH

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Moi, je ne parle pas des photons qui ne rencontrent pas de matieres, eux, ils vivent longtemps.
    Mais un photon fini bien par "mourir" quand il rencontre de la matiere, non ??
    D'où cette simple reflexion : les photons dans un TN ont 100% de chance d'etre stoppé par la matiere tellement il y en a et que la courbure de l'E-T les y conduits...

  23. #22
    didier9417

    Re : Photons + vitesse + gravité

    Citation Envoyé par SPH
    Mais un photon fini bien par "mourir" quand il rencontre de la matiere, non ??...
    quel sens donnes-tu a "mourir"...?un photon a une dualité onde-corpuscule, il "est" ou "agit" par quanta,des fois comme un "grain de matiere",des fois comme une onde.quand il rencontre de la matiere il interagit ,il se deplace plus lentement,suivant l'indice de refraction,comment dans ce cas peut-elle(hé oui c'est aussi une onde...) "mourir"...?visite wikipedia ,ils ont un p'tit article qui devrait t'interesser....sinon sur FS c'est bien aussi ,et c'est plus pres ,de quoi avoir pleins de réponses qui t'ameneront plein d'autres questions j'espere...
    "toutes les voies sont preférables aux autres"...de je ne sais plus qui...:)

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