Bonjour, j'aimerais savoir pourquoi en prenant le modèle basé sur la loi de gravitation universelle de Newton les trous noirs ne pourraient pas exister ? (si j'ai bien compris). En donc ce qui ce serait "débloqué" avec la théorie de la relativité général d'Einstein.
Merci
Bonjour,
J'espère ne pas me tromper, ce sera une réponse très générale de quelqu'un qui n'y connaît pas grand chose mais avec la loi de Newton la trajectoire de la lumière n'est pas déviée par un objet massif, et donc un trou noir pourrait émettre de la lumière et ne serait pas... noir.
Les fleurs du cerisier rêvent en blanc les fruits qu'elles ne voient pas.
Si si, ils peuvent exister en mécanique classique, ils ont même été nommés un temps "astre occlus", des astres tels que la vitesse de libération à leur surface est supérieure à la vitesse de la lumière, cette dernière ne pouvant donc pas s'en échapper.
John Michell est le premier à discuter de tels astres, Pierre-Simon de Laplace en à parler également.
Ils ont néanmoins des propriétés un peu différentes des trous noirs prédits par la relativité générale. Notamment, en mécanique classique, on peut s'échapper d'un astre occlus, alors qu'en relativité générale on ne peut pas s'échapper d'un trou noir.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Si si, la lumière est déviée par les masses en mécanique classique, mais deux fois moins qu'en relativité générale. La mesure de la déviation des rayons lumineux par Eddington lors d'une éclipse n'est pas tant surprenante par le fait qu'il y a déviation mais que la déviation est de la valeur prédite par Einstein.Envoyé par Juzo
Pour rappel, l'accélération due à la gravitation ne dépend pas de la masse de l'objet attiré mais de celle de l'objet attracteur (a = GM/r²).
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Pour compléter la réponse de mach sur l'aspect historique, Laplace a donc bien discuté de la possible existence de ces astres dans son Exposition du Système du Monde de 1796 et l'a présenté à l'Académie des Sciences.
« Un astre lumineux, de la même densité que la terre et dont le diamètre serait 250 fois plus grand que le soleil, ne permettrait, à
aucun de ses rayons de venir à nous. Il est dès lors possible que les plus grands corps lumineux de l’Univers puissent, par cette cause être invisibles »
Il cesse de faire figurer cette notion de "trou noir" (qui ne portent pas ce nom là) à partir de la troisième édition (1808) quand il deviendra clair suite aux expériences de Young (expérience des fentes de Young, 1801) notamment, plus tard confirmée par celle Fresnel (tâche de Fresnel, 1818) que la lumière a une nature ondulatoire.
Dans un cadre classique, si la lumière est corpusculaire donc matérielle (hypothèse de Newton), aussi subtile qu'elle soit, elle tombe dans un champ de gravité à la même vitesse que tous les corps matériels. Si la lumière est une perturbation d'un milieu solide (éther) en revanche alors elle n'a aucune raison de subir la gravité.
Dernière modification par Gilgamesh ; 19/06/2024 à 18h26.
Parcours Etranges
merci pour ces réponses, et ducoup quels seraient les différences importantes entre les "astrus occlus" comme les à appelé Juzo et les trous noirs ? (mise à part le fait de pouvoir s'en échapper ou non)
A savoir que j'ai un niveau lycée donc s'il y a des "concepts" de la relativité générale à expliquer pour mieux comprendre je ne dis pas non...
Bonjour,
Pardon pour cette confusion, je n'aurais définitivement pas dû répondre sur un sujet que je ne connais pas !
J'ai été trompé en effet par l'impact de la déviation de la lumière lors de l'éclipse de 1919 prédite par Einstein et vérifiée avec une grande précision, pensant que c'était l'observation d'une déviation qui constituait un fait nouveau. Merci pour ces explications.
Au passage j'ai pu lire que Newton considérait que les corpuscules lumineux étaient massifs, et qu'il justifiait sa théorie de la réfraction par leur attraction par un milieu dense.
Lien :https://www.persee.fr/doc/rhs_0151-4..._num_40_3_4060
PS : ce n'est pas moi qui ai parlé d'astre occlus, mais mach3.
Les fleurs du cerisier rêvent en blanc les fruits qu'elles ne voient pas.
Il y a plusieurs différences. Ils imaginaient un astre de grand rayon mais de même densité que la terre ou les étoiles. Ils n'avaient pas de raison d'imaginer que la matière puisse avoir une densité beaucoup plus grande. Si la densité est fixée, en augmentant R on augmente aussi la masse comme le cube du rayon et la vitesse de libération croît donc proportionnellement au rayon (voir vitesse de libération sur Wiki pour comprendre ça: https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitess...ib%C3%A9ration ).
Autre différence, ils supposaient évidemment que l'espace reste euclidien et que le temps reste absolu partout comme l'avait postulé Newton, en particulier à la surface de l'astre.
En relativité générale, on doit tenir compte de ce que l'on sait des étoiles. Elles sont constituées de gaz qui ont tendance à s'effondrer sous l'effet de la gravité. Ce sont les réactions nucléaires de fusion au coeur qui exercent une pression qui les maintient en équilibre. Mais quand le combustible nucléaire s'épuise, elles s'effondrent. La mécanique quantique arrête ce processus par l'existence d'une pression de dégénérescence des électrons pour les naines blanches, puis des neutrons pour les étoiles à neutron. La densité de ces étoiles est gigantesque, au delà de tout ce que Michell et Laplace pouvaient imaginer. Mais pour une étoile assez massive, cet effet ne fonctionne plus et plus rien en apparence ne permet d'arrêter cet effondrement. On aboutit alors à un trou noir. En somme, au lieu de faire croître le rayon, on le laisse décroître mais on laisse la densité augmenter sans limite connue.
Ce qui se passe ensuite est très différent du cas newtonien: la géométrie de l'espace près du trou noir n'est plus du tout euclidienne et le temps est fortement affecté, ainsi que la structure causale de l'espace-temps. Il se forme une surface sphérique (ou ellipsoïdale si l'étoile est en rotation, ce qui est toujours le cas dans la réalité) dans le vide autour de la matière, qu'on appelle l'horizon, qui ne peut être traversé que dans un seul sens, vers l'intérieur. Y compris la lumière, d'où le nom de trou noir. Il est impossible de traverser cette surface de l'intérieur vers l'extérieur, cela reviendrait à remonter le temps). De plus tout ce qui entre doit tomber sur une zone centrale (en fait dans le futur de tous les evenements) qui en physique classique est une singularité (un infini, quelque chose que la théorie échoue à représenter). La structure, la géométrie, la causalité, tout est complètement différent de l'image fictive de l'astre occlus de Laplace.
C'est très clair merci, donc ça ne serait pas tant comme je le pensais la théorie de la relativité générale qui aurait permis de "débloquer" les recherches et avancées sur un sujet qui n'était qu'une idée mais plus un nouveau moyen de l'aborder mais qui à des aboutissements plus sérieux et convainquant.
Si c'est bien ça pourquoi avant Einstein il ne semblait pas y avoir de raison particulière de croire à l'existence des astres proposés par Laplace ? (Je tente une réponse : pas d'observation dans son sens et qui pousserait à pousser les recherches ?)
Bon après j'arrête de vous embêter avec mes questions.
PS : oui , désolé Juzo j'ai confondu
Pas spécialement en fait. L'existence des trous noirs est restée spéculative bien après l'apparition de la Relativité Générale.
Et pas mal de monde n'y croyait pas parce ce que ce n'est pas parce que quelque chose est rendu possible par les équations qu'il se réalise. Même Einstein a écrit un article en 1939 pour dire que " les « singularités de Schwarzschild » n'existent pas dans la réalité physique"
Tu peux lire l'histoire ici : les « singularités de Schwarzschild » n'existent pas dans la réalité physique.
Même vers la fin du XXème siècle, certains doutaient des preuves observationnelles et éventuellement avec des raisons solides.
Ce n'est pas le cas. C'est juste qu'on n'avait aucun moyen de les détecter, qu'il y avait beaucoup d'autres priorités, etc.
Oui, et comme cela a été signalé plus haut, la vitesse de libération est un fait newtonien qui s'applique aux particules massives (même de masse infime) soumises à la force d'attraction gravitationnelle. Newton, contre Huygens, pensait que la lumière était constituée de particules et Laplace le pensait aussi jusqu'à ce que des preuves convaincantes de sa nature ondulatoire soient présentes. Dans les paradigmes de l'époque, elle était interprétée comme la vibration d'un milieu par analogie avec les ondes sonores, les ondes élastiques et les vagues, non soumise en tant que telle à la force de gravité.
En relativité générale, il y a encore une différence: ce qui crée et subit la gravité, c'est une combinaison d'énergie et d'impulsion. Comme Einstein l'a montré en 1905 (et que Poincaré soupçonnait aussi), l'énergie est équivalente à de l'inertie et par le principe d'équivalence d'Einstein, la masse inerte est aussi une masse gravitationnelle. De plus, par l'équivalence espace-temps, l'impulsion (quantité de mouvement) est échangeable avec de l'énergie. Mais toute onde transporte de l'énergie et de l'impulsion, et est donc soumise à la gravité. Evidemment on ne peut pas en vouloir à Laplace d'ignorer la relativité et il faut se garder constamment d'une sur-interpétation. Il est en effet toujours difficile de se remettre dans le contexte intellectuel d'une époque révolue ou, à plus forte raison, d'une culture différente. L'exemple des "astres occlus" et leur résurrection sous la forme de trous noirs est assez simple mais il y a des cas beaucoup plus piégeux. Pensons par exemple aux scientifiques chinois, indiens et arabes du Moyen-Age. Où en était leur connaissance, quelle était leur vision du monde? Du avons beaucoup de peine à le comprendre. L'histoire des sciences est une discipline à part entière qui demande une grande érudition (notamment en philologie pour pouvoir aborder les sources directes, mais bien plus que cela).
Certes, mais la nature ondulatoire n'est pas le problème, des particules avec une nature ondulatoire ont aussi une masse. Et c'est le fait que la masse de la lumière est nulle qui fait une différence entre un trou noir "Newtonien" et un un trou noir "relativiste" et non sa nature ondulatoire.
Quand tu parles de particule avec une nature ondulatoire, tu fais appel au concept fondateur de la mécanique quantique, ce dont il ne saurait être question au XIXe siècle.
La nature ondulatoire dont il est question avec Huygens, Young, Fresnel... contre Newton c'est la vibration d'un hypothétique milieu solide emplissant tout l'espace (l'éther luminifère), ça n'a rien à voir avec une amplitude quantique. Et dans le cadre de la mécanique newtonienne, on ne s'attend pas à ce que la propagation d'une onde dans ce milieu soit affectué par la gravité.
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