Question fondamentale sur la représentation de la deformation de l'espace-temps

[Tbop]

Bonjour, après avoir lu de nombreux sujets de vulgarisations ou non sur la RG, j'ai une question énervante qui rejaillit à chaque fois.

Attention, je tiens de prime abord à dire que je suis totalement un inculte ( J'entre en MPSI ), pardonnez donc si mes questions vous froissent les oreilles

Cette question porte sur la conformité de la représentation graphique commune de la déformation locale de l'espace-temps.

I. Exemple de la Terre

Inutile de justement vous faire un dessin le coup du : "tendez un linge mettez y une boule et admirez métaphysiquement" fera entièrement l'affaire pour illustrer ce à quoi je fais allusion.

Mais voilà, avant même de connaitre l'existence des trous noirs une petite chose m'intrigue, c'est qu'on montre ( du moins je n'ai jamais vu l'inverse à ce jour ) toujours la terre déjà bien normal au plan, et que sa déformation semble plus s'apparenter à la rotation autour de l'axe de la terre de la représentation graphique d'une courbe gaussienne.
Ce qui m'étonne justement c'est cette non-uniformité, parce que déjà je ne comprend pas pourquoi la déformation n'est modelisée que sur un plan et non pas dans l'espace, en effet la courbure ne s'étend pas comme par magie que sur l'hémisphère sud... Donc pourquoi la déformation ne serait pas uniforme à la quasi rotondité de la terre ?
En faite ce que je pige vraiment pas c'est que dans ces illustrations il semble toujours il y avoir un "sens", c'est à dire un haut, un bas, une gauche, une droite, ce qu'il est difficile à concevoir pour un objet evoluant dans l'espace.

II. Exemple du Trou noir

Autre point encore qui m'a d'autant plus intrigué ( d'ailleurs plus phénoménal donc vous allez peut être mieux saisir où je veux en venir ). La représentation cette fois ci d'un fameux trou noir, là, il y a 2 types : soit il vous regarde droit dans les yeux prêt à vous engloutir, soit de profil.
Considérons le second type, celui de profil.
Ici mon etonnement est encore plus renforcé, le trou noir déforme énormément l'espace-temps mais sur une très faible portion !
Et oui si celui-ci déforme à droite et que vous êtes à gauche => vous êtes sauvé !

III. Semblant de conclusion et appel à l'aide

Je suppose donc que pour être conforme à la réalité dans ces 2 exemples, la courbure devrait être représentée dans tout l'espace, mais ceci serait quasi-catastrophique car on aurait un enchevêtrement de fils de fer et on y comprendrait plus rien !
D'ailleurs le trou noir ne figurerait plus en tant que trou mais en tant qu'un genre d'anti-sphère ( wahou on frôle les termes de science-fiction pour se faire comprendre, je frôle le manque de crédibilité ! ). Remettant donc en cause son propre nom !

Bon au final en arrivant à cette conclusion, et en regardant un schéma illustrant le principe d'un trou de ver, je me dis que c'est moi qui délire et que c'est tout simplement un moyen de représenter vulgairement et clairement le phénomène de gravitation. Mais comme ça m'étonne quand même qu'on appelle trou noir un objet qui ne forme pas un trou, et que je n'ai pas l'intention d'aller me plaindre auprès de Hawking... je m'en remet à vous fidels forumeurs pour m'éclairer sur ma bêtise ou ma simple incompréhension.

Merci beaucoup d'avance !
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[mtheory]

Euh....à vrai dire je comprends pas vraiment de quoi tu parles
On a une représentation 2d d'un truc en 3d à temps constant c'est tout

[mtheory]

En fait quand tu vois une boule sur un linge c'est un abus.
La Terre doit être représentée comme un 'disque' traçé sur le linge et au fond du 'puit'

[Tbop]

Donc c'est bien ce que je pense, la représentation typique ( néanmoins comme je l'ai dit je n'en ai jamais vu une autre ) n'est qu'un abus. La déformation ne s'effectue pas que sur un plan mais bien dans tout l'espace ( c'est quand même logique mince ). Mais là encore où mon interrogation persiste c'est pourquoi appelle-t-on trou noir un objet qui ne forme pas une déformation en forme de trou !


Je vais faire un dessin pour que ça soit bien plus clair.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mtheory]

Donc c'est bien ce que je pense la représentation typique ( nanmoins comme je l'ai dit je n'en ai jamais vu une autre ) n'est qu'un abus. La déformation ne s'effectue pas que sur un plan mais bien dans tout l'espace ( c'est quand même logique mince ).

Ben ouais,mais justement ça va de soi et je comprernds pas ton problème.

Mais là encore où mon interrogation persiste c'est pourquoi appelle-t-on trou noir un objet qui ne forme pas une déformation en forme de trou !

Ben si,en fait le 'puit'du trou noir est infiniment profond d'une certaine façon.

[Tbop]

Je vais faire un dessin pour que ça soit bien plus clair :



Voilà si je suis ce point, en clair je suis tranquille je ais pas tomber dans le trou noir ??? Arrêtez c'est pas possible ça pourquoi le trou noir il n'absorberait que d'un côté bien précis....

[mtheory]

Je vais faire un dessin pour que ça soit bien plus clair :



Voilà si je suis ce point, en clair je suis tranquille je ais pas tomber dans le trou noir ??? Arrêtez c'est pas possible ça pourquoi le trou noir il n'absorberait que d'un côté bien précis....

Mais tu n'es jamais dans cette situation tout est en 2d dans cette représentation donc tu dois seulement être à coté mais dans le feuillet 2d connecté au trou noir.

[Tbop]

Ehe ehe ça va de soi ... pas tant que ça puisque je me pose la question ! ( on est d'accord c'est le trou noir et l'aspect gaussien de la courbe qui me font penser ça ) Quand même hawking en parle comme d'un puit.

[mtheory]

Ehe ehe ça va de soi ... pas tant que ça puisque je me pose la question ! .

c'est justement ce qui me scie

[Tbop]

Hum ok je commence à comprendre que je supposais des points qui n'était pas défini dans le plan bidimensionnel donc qui n'existent pas ( roh le con ! ).
C'est pas ma faute si généralement ils te mettent un beau fond avec des étoiles qui te pousse à l'erreur visuelle d'y voir une 3ème dimension

[mtheory]

Le trou noir est un 'trou' en 3D mais pour faire passer ce concept on prend l'analogie avec un monde 2D

[mtheory]

Hum ok je commence à comprendre que je supposais des points qui n'était pas défini dans le plan bidimensionnel donc qui n'existent pas

[Tbop]

mais c'est ça que je pige pas ! Je raisonne en 3D, ça ne peut pas être un trou puisqu'il attire n'importe quel point en sa périphérie donc tout autour de lui, ors un "trou" n'a qu'un "secteur" d'absorption !

Regarde prenons mon image, si on voulait être plus proche de la réalité on fait un effet mirroir on obtient un seul trou avec 2 entrées ( une à gauche et une à droite ) , on devrait aussi en mettre en bas et en haut, mais au final on s'aperçoit que si on met une infinité de trou autour de l'astre attracteur ce n'est plus réellement un trou mais un point attracteur.

Putain je vais pas encore faire un dessin pour montrer ce que je veux dire , j'ai pas l'âme artiste à cette heure-là !

[invite7863222222222]

Petite question que je me suis tjrs posé sur ces histoires de dimensions, si la 2D est une analogie, et qu'on peut représenter les trous noirs par exemple en 3D en rajoutant une autre dimension spatiale, cela veut donc dire que pour les trous noirs, il y a un équivalent, une 4ème dimension donc, mais quelle variable est représente cette 4ème dimension ? J'ai entendu parlé d'une dimension spatiale effondrée sur elle même, ca a un rapport ?

[mtheory]

mais c'est ça que je pige pas ! Je raisonne en 3D, ça ne peut pas être un trou puisqu'il attire n'importe quel point en sa périphérie donc tout autour de lui, ors un "trou" n'a qu'un "secteur" d'absorption !

Regarde prenons mon image, si on voulait être plus proche de la réalité on fait un effet mirroir on obtient un seul trou avec 2 entrées ( une à gauche et une à droite ) , on devrait aussi en mettre en bas et en haut, mais au final on s'aperçoit que si on met une infinité de trou autour de l'astre attracteur ce n'est plus réellement un trou mais un point attracteur.

Putain je vais pas encore faire un dessin pour montrer ce que je veux dire , j'ai pas l'âme artiste à cette heure-là !

Là tu raisonnes en 3D plat,il faut raisonner en 3D courbe!

[mtheory]

Petite question que je me suis tjrs posé sur ces histoires de dimensions, si la 2D est une analogie, et qu'on peut représenter les trous noirs par exemple en 3D en rajoutant une autre dimension spatiale, cela veut donc dire que pour les trous noirs, il y a un équivalent, une 4ème dimension donc, mais quelle variable est représente cette 4ème dimension ? J'ai entendu parlé d'une dimension spatiale effondrée sur elle même, ca a un rapport ?

Aucun!
Effectivement,pour un être vivant en 4D spatial l'équivalent d'un trou noir 5D donnerait une analogie avec une hypersurface 3D dans un espace 4D

[mtheory]

Dans le cas présent l'espace courbe en 3D du trou noir n'est pas plongé dans un espace 4D spatial
C'est un peu difficile à comprendre mais pas tant que ça,question d'habitude avec des maths!
Ceci dit,personne ne pense ni ne voit en 4D. ,à part mathématiquement.

[invite7863222222222]

Aucun!
Effectivement,pour un être vivant en 4D spatial l'équivalent d'un trou noir 5D donnerait une analogie avec une hypersurface 3D dans un espace 4D

Ben oui d'accord mais si cette dimension spatiale n'est pas recroquevillée sur elle-même pourquoi ne la voit-on pas ?

[invite7863222222222]

Dans le cas présent l'espace courbe en 3D du trou noir n'est pas plongé dans un espace 4D spatial

Je suis sur que les quatre dimension sont le temps, et x, y, z, c'est ca n'est-ce pas ?

[mtheory]

Je m'explique,quand on fait des théorèmes de géométrie dans le plan,à aucun moment les théorèmes de Thalès et de Pythagore dans le plan ne nécessitent de plonger ce plan dans l'espace.
C'est notre intuition qui nous leurre, tout comme elle nous posait problème pour imaginer que la Terre n'était pas plate.
Les gens devaient avoir la tête en bas et tomber!
Le hic c'est que la direction préférentielle de chute n'était pas naturelle,juste habituelle pour le Sapiens Sapiens.
Là c'est pareil

[mtheory]

Je suis sur que les quatre dimension sont le temps, et x, y, z, c'est ca n'est-ce pas ?

Oui,mais le trou noir n'est pas quelque chose de courbé dans l'espace-temps,il EST de l'espace-temps courbé!

[invite7863222222222]

Oui,mais le trou noir n'est pas quelque chose de courbé dans l'espace-temps,il EST de l'espace-temps courbé!

Oui je comprends, c'est comme les surfaces en trois dimensions, ce sont des objets de dimension 2 il n'ya que 2 variables mais on peut le représenter en 3 dimensions si ca nous amuse. Je comprends mieux.

[Tbop]

Wahou de la geometrie non-euclidienne en 3D ! Disons que là je commence à comprendre beaucoup mieux les choses, suffisait de le dire .

[Tbop]

En faite j'ai même tout compris, wahou merci je suis content

[mtheory]

Oui je comprends, c'est comme les surfaces en trois dimensions, ce sont des objets de dimension 2 il n'ya que 2 variables mais on peut le représenter en 3 dimensions si ca nous amuse. Je comprends mieux.

[mtheory]

Wahou de la geometrie non-euclidienne en 3D ! Disons que là je commence à comprendre beaucoup mieux les choses, suffisait de le dire .

C'est vrai que j'ai tellement l'habitude de penser relativité générale=espace-temps non euclidien en 4D que pour moi c'est évident.
D'un autre côté,on le dit bien partout en vulgarisation, donc je supposais que tu l'avais compris.

[Tbop]

Ben ouais mais les dessins sont tellement hypnotisant avec leur geometrie non euclidienne en 2D que j'en ai fini par croire que tout les calculs se faisait dans un plan x___x ! C'est pour ça dès que tu m'as dit mathématiquement où était mon erreur je me suis tout de suite sentis con.
Ben justement les bouquins développe trop l'aspect 2D de la chose pour le faire passer aux yeux du grand public ( ce qui chez moi ne passait pas ), au lieu de mentionner clairement les choses ( ce qui chez moi passe ) .

[mtheory]

Ben ouais mais les dessins sont tellement hypnotisant avec leur geometrie non euclidienne en 2D que j'en ai fini par croire que tout les calculs se faisait dans un plan x___x ! C'est pour ça dès que tu m'as dit mathématiquement où était mon erreur je me suis tout de suite sentis con.
Ben justement les bouquins développe trop l'aspect 2D de la chose pour le faire passer aux yeux du grand public ( ce qui chez moi ne passait pas ), au lieu de mentionner clairement les choses ( ce qui chez moi passe ) .

C'est mentionné,dans tous les bons bouquins que je connais on parle de l'emploi de la géométrie non euclidienne pour décrire la gravitation et l'on dit bien qu'il s'agit d'une courbure de l'espace-temps 4D.
Je ne comprends vraiment pas tes critiques.