Les trous noirs

[Grey_jackal]

l'attraction des trous noirs est le fruit de sa formidable masse qui donc attire les objets de part la force gravitationnelle . Et cette force n'est possible que entre 2 objets possedant une masse .
Or , nous savons que la lumiere ( constituée de photons ) n'a pas de masse !
Mais la lumiere elle meme est attirées par les trous noirs !
Vous voyez ma question ?????
Comment la lumiere peut se retrouver piégé par un trou noir alors qu'elle n'a pas de masse

La relativité générale est plus... générale (pour ainsi dire) dans sa conception de la gravité. Dans cette conception, elle n'est d'ailleurs même pas une force, mais le résultat de la courbure de l'espace-temps. Un objet ne tombe pas par l'action d'une force à distance, mais parce qu'il suit le chemin (une géodésique, comme on dit en relativité) de l'espace temps local.

De ce fait, la lumière n'a pas besoin de masse pour être influencée par la gravité. Il lui suffit de suivre la géodésique.

L'autre question qui pourrait se poser est "Est-ce que la lumière courbe l'espace-temps?", et la réponse est aussi oui. Toute énergie courbe l'espace-temps (il y a le raisonnement d'Einstein qui traine quelque part dans "A l'image des géants" de Stephen Hawking si vous voulez), mais la plupart sont très faibles devant l'énergie de masse.

-> ce qui est sur
Les trou noirs emmagazine un peu l'histoire de notre univers et leur études permet d'en savoir encore plus sur cet infini de vide, détoile... qui nous entoure

Pas vraiment, non. L'intérieur du trou noir est causalement isolé de l'extérieur : ce qui arrive à l'intérieur ne peut pas influencer l'extérieur. De ce fait, on ne peut rien en retirer d'un point de vue de ce qu'il emmagazine.

2/ Le vaisseai se ferai certainement détruire dans le trou noir, donc aucune idée de la matière dans laquelle on le ferai...

Le problème pourrait être évité en prenant un trou noir géant. Le gradient gravitationnel est moins fort (le problème étant que lorsque vos pieds vont à une vitesse différente de votre tête, ça tire)

3/ Même si le trou noir pourrait nous faire voyager dans le temps et que le vaisseau l'atteint et y resiste, comment régler l'époque ou nous voulouns atterir ^^

C'est vraiment le moindre de nos soucis, puisqu'on ne pourrait tout simplement pas sortir du trou noir. Par ailleurs, il n'est pas dit que l'intérieur d'un trou noir puisse mener vers le passé.

[sentoo]

j'ai entendu dire que si la Terre passait dans un trou noir, elle se réduirait lors du passage à la taille d'une bille mais avec la somme des masses de toute la planète, de ses habitants et de tout ce qu'il y avait dessus au moment du passage

ça fait une bille d'un sacré poids

enfin bref, en gros, on morflerait

c'est vrai, cette histoire ?
une planète, on se doute que c'est solide, va y faire passer un vaisseau, toi

ah remarque, un vaisseau c'est plus petit qu'une planête alors j'ai peut être parlé pour rien, là... mais tout de même, même si le trou est grand, ça 'étonnerait qu'on sache fabriquer des trucs assez solides pour ne pas être pulvérisés dedans

[Grey_jackal]

c'est vrai, cette histoire ?

Pas exactement. Un trou noir a, dans une conception relativiste de la chose, une dimension nulle. Zéro mètres.

La taille de la bille, c'est le rayon de Schwartzchild. A partir du moment où un objet atteint ce rayon (c'est à dire, lorsqu'il se contracte jusqu'à devenir trou noir), l'intérieur est isolé de l'extérieur. C'est ce qu'on appelle l'horizon des évènements, la limite entre l'intérieur causalement isolé et l'extérieur (qui n'est d'ailleurs pas forcément beaucoup plus communicatif, puisque le temps y passe au ralenti, mais un objet peut en sortir en une durée finie de temps).

une planète, on se doute que c'est solide, va y faire passer un vaisseau, toi

ah remarque, un vaisseau c'est plus petit qu'une planête Embarassed alors j'ai peut être parlé pour rien, là... mais tout de même, même si le trou est grand, ça 'étonnerait qu'on sache fabriquer des trucs assez solides pour ne pas être pulvérisés dedans

Un trou noir est, en dessous du rayon de Schwarzchild, principalement du vide, si on excepte la matière qui tombe dedans. Vous avez la sphère, de la taille d'une bille dans le cas de la terre, d'environ un kilomètre dans le cas du soleil, et vous avez au centre une singularité, d'extension nulle.

Mais que faire une fois que vous êtes là dedans? C'est là qu'intervient le trou noir en rotation : pour conserver le champ de gravité que la matière avait à l'origine, la singularité doit tourner sur elle-même (c'est à dire avoir la même énergie cinétique de rotation). Un point ne peut pas tourner autour de lui-même, l'objet minimal pour respecter ça est un anneau.

Et c'est là qu'est la bonne nouvelle : alors que dans un trou noir fixe, vous vous écrasez au centre, vous pouvez passer par le centre de la singularité si elle est en rotation. Non seulement vous ne vous écraser pas vos électrons sur vos protons, mais en plus, il n'est pas impossible que ça conduise... quelque part (à priori quelque part dans notre univers ou dans un autre univers).

Ce qui ne veut pas dire que la chose est souhaitable. Si à la sortie, il y a un autre trou noir, vous ne pouvez pas non plus en sortir.

[yanidimani]

Je suis là de temps en temps...
Je sais que mon extirpation encephalique sur mon clavier n'est pas trés relative ;o) mais au plus simple;
Quand on regarde le ciel étoilé, on ne voit qu'un nuage d'étoile lui même morceau du bras d'Orion qui nous contient. Ce bras d'Orion est contenu par notre galaxie, la voie lactée. Elle est composée d'environ 150 milliards d'étoiles. 150 milliards de probabilité de clones du systéme solaire!

A l'echelle de notre vue, le bientot "nouveau" hubble, nous donne une vision photonique identique de l'univers à celle que l'on peut avoir avec nos yeux du bras d'orion. Mis à part qu'au lieu d'étoiles, il nous permet de voir des nuages (amas) de galaxies.
Ce que je veux dire par là est que l'univers tel qu'on le "voit" ne serait qu'en fait un amas de vieux systémes solaires éteints, les galaxies!

Donc à l'échelle de l'univers, ce dit univers que nous "voyons" n'est qu'un "bras d'orion" d'une encore plus gigantesque galaxie...

Maintenant, j'ai lu que l'espace temps représente une membrane plus ou moins elastique.

Prenez un disque élastique qui représente les forces électromagnétique et gravitationnelle. En son axe et centre, une sphère gonflable et dégonflable représente l'étoile qui maintient l'équilibre du disque. Des "boules collées" à la membrane représentent les planètes (masses telluriques et gazeuses) ainsi que des cailloux pour les astéroïdes. Faites tourner cet ensemble. C'est l'équilibre électromagnétique et gravitationel entre l'axe et la périphérie qui fait que l'ensemble est stable. Cet équilibre est forgé, maintenu, par une dillatation générale dans toutes les directions. La constante de Plank ou d'Hubble, ca m'est sorti de l'esprit.
Ce systeme est régit par 3 dimensions (Largeur, longeur, hauteur) et 1 dimension du temps. La relativité générale. Cela créer la dimension de la membrane. L'espace temps.
Diminuez la masse mais pas l'énergie électromagnétique du système ! En gros dégonglez la sphére, l'étoile en naine bleue. Pour moi, à ce moment là, la relativité générale disparait au profit de la relativité quantique. Oui je sais, on ne parle pas de l'infiniment petit. Mais le systeme solaire ne ressemble-t-il pas à un atome au milieu d'un ensemble gigantesque? Donc déséquilibre masse/énergie, perte d'énergie gravitationnelle.
Le déséquilibre entre forces électromagnétiques et gravitationnelles des planètes et leurs mouvements, la géodésique que cite grey_jackal, on un effet sur un point axiale précis de l'ensemble du systéme.
Sur le disque élastique, ralentir la rotation axiale par rapport à la masse périphérique. La menbrane va se voiler, se vriller en une spirale qui va s'étirer de l'extérieur vers le centre. Spirale?
Si le disque continu a tourner, la menbrane vient à ceder à cause de l'énergie concentré en son centre, il se créer un trou dans cette dernière. Les fameux trous noirs.
En gros mon schéma donne:
SYSTEME SOLAIRE > ETOILE HS > ENTROPIE > TROU NOIR > GALAXIE
A la dimension inférieure: Réorganisation en de plus petits systémes des énergies, des gaz et de la matière. Recréation à la dimension inférieure d'autres étoiles et d'objets en gravitation.

A l'echelle de ma vision des choses, si l'univers visible est un bras de galaxie trés ancienne, il y a un trou noir en son centre bien plus supermassif que la somme de tout les trous noirs additionnés que l'on connait.
L'univers est courbe, oui car c'est un bras d'Orion d'une yotta galaxie!
Si ce yotta trou noir existe, cela pourrait expliquer un univers en contraction au moment de passer le trou noir, puis en expansion aprés avoir été ingurgité!

Désolé pour la syntaxe chère fourmis bidibulle!!!

[Grey_jackal]

Donc à l'échelle de l'univers, ce dit univers que nous "voyons" n'est qu'un "bras d'orion" d'une encore plus gigantesque galaxie...

Attention quand même, la structure n'est plus la même à cette échelle. C'en est fini des spirales.

Cet équilibre est forgé, maintenu, par une dillatation générale dans toutes les directions. La constante de Plank ou d'Hubble, ca m'est sorti de l'esprit.

Nul besoin de constante d'Hubble (la constante de Plank est celle qui régit entre autre les niveaux électroniques) pour avoir la stabilité d'une étoile. Effet qui est par ailleurs pratiquement nul aux échelles stellaires.

Diminuez la masse mais pas l'énergie électromagnétique du système ! En gros dégonglez la sphére, l'étoile en naine bleue. Pour moi, à ce moment là, la relativité générale disparait au profit de la relativité quantique.

La relativité générale gère très bien l'énergie électromagnétique qui, de base, est un phénomène macroscopique, surtout à l'échelle d'une étoile. L'énergie électromagnétique qui est d'ailleurs très faible à l'échelle d'une étoile si on veut bien la comparer à l'énergie de masse.

Oui je sais, on ne parle pas de l'infiniment petit. Mais le systeme solaire ne ressemble-t-il pas à un atome au milieu d'un ensemble gigantesque?

Non. La spécificité de la mécanique quantique, qu'on ne retrouve pas dans le système solaire, est la quantification (justement) de nombreuses quantités. Une planète peut à priori tourner à n'importe quelle distance d'une étoile, pas un électron, qui par ailleurs ne tourne pas véritablement, et sur une orbite loin d'être une conique (c'est à dire, cercle, ellipse, parabole et hyperbole).

L'électron a une probabilité de présence distribuée radialement, avec un pic à la distance théorique de son orbitale. Et c'est tant mieux, car s'il tournait véritablement autour de l'atome, il s'écraserait (Equation de Maxwell : une charge qui tourne rayonne de l'énergie électromagnétique, et donc se rapproche du centre de rotation).

Si le disque continu a tourner, la menbrane vient à ceder à cause de l'énergie concentré en son centre, il se créer un trou dans cette dernière. Les fameux trous noirs.

La "membrane" (qui a quand même quatre dimensions plutôt que deux) ne se rompt jamais. Elle forme alors une singularité : il y a un creux infini, mais jamais une véritable discontinuité.

L'univers est courbe, oui car c'est un bras d'Orion d'une yotta galaxie!
Si ce yotta trou noir existe, cela pourrait expliquer un univers en contraction au moment de passer le trou noir, puis en expansion aprés avoir été ingurgité!

Comme dit, la structure n'est plus la même. On se retrouve par la suite avec des genres de structures distribués sur des filaments.

[yanidimani]

Attention quand même, la structure n'est plus la même à cette échelle. C'en est fini des spirales

En suivant mon idée, ca donne un systeme galaxique plus vieux d'environ 5milliard d'année. Imagine la voie lactée dans 5milliards d'année...

L'électron a une probabilité de présence distribuée radialement, avec un pic à la distance théorique de son orbitale. Et c'est tant mieux, car s'il tournait véritablement autour de l'atome, il s'écraserait (Equation de Maxwell : une charge qui tourne rayonne de l'énergie électromagnétique, et donc se rapproche du centre de rotation).

Tu as les mots justes pour dire ce que je cherche à expliquer. Aprés ça, moi je pense sincérement que la quantique entre en jeu au moment de la disparition de l'étoile. Chacun son truc. Même si je m'y connais moins que toi!

[Grey_jackal]

Aprés ça, moi je pense sincérement que la quantique entre en jeu au moment de la disparition de l'étoile. Chacun son truc. Même si je m'y connais moins que toi! Wink

Elle y entre, bien entendu. C'est la pression de dégénérescence des constituants de la matière qui détermine la masse d'effondrement (car il faut une certaine énergie pour compresser des neutrons). Et il y a tous les effet quantiques encore non-vérifiés de la singularité et de l'abord de l'horizon des évènements.


Mais de là à comparer un système planétaire avec un atome, il y a de la marge.

[yanidimani]

En tout cas, même s'il existe une certaine dégénérescence dans la comparaison que je me fait d'un atome de fluor et du systeme solaire c'est moi qui le dit, je suis vraiment bleuffé par tes connaissances monsieur grey_jackal.
Mais dis moi, la tranformation d'un systeme solaire en galaxie est-il de l'ordre du possible ou suis-je vraiment à coté de la plaque?

[Grey_jackal]

Mais dis moi, la tranformation d'un systeme solaire en galaxie est-il de l'ordre du possible ou suis-je vraiment à coté de la plaque?

Je ne comprend même pas ce que ça veut dire. Toute interprétation que je tente de la chose, je me dis "Non, ça ne peut pas être ça".

Pourrais-tu préciser?

[yanidimani]

Bon ok à part quelques erreurs d'interprétation de ma part dans tout ce que j'ai écris où tu me reprends gentillement, c'est logique que tu n'ais pas compris. Mais l'idée générale...
Exit je ne suis pas un scientifique. J'aime juste la logique et deteste le préconçu ou le prêt à penser!

***Ajout :***

Que penses tu qui ne pourrais être ca?

[lynx]

La relativité générale est plus... générale (pour ainsi dire) dans sa conception de la gravité. Dans cette conception, elle n'est d'ailleurs même pas une force, mais le résultat de la courbure de l'espace-temps. Un objet ne tombe pas par l'action d'une force à distance, mais parce qu'il suit le chemin (une géodésique, comme on dit en relativité) de l'espace temps local.

De ce fait, la lumière n'a pas besoin de masse pour être influencée par la gravité. Il lui suffit de suivre la géodésique.

L'autre question qui pourrait se poser est "Est-ce que la lumière courbe l'espace-temps?", et la réponse est aussi oui. Toute énergie courbe l'espace-temps (il y a le raisonnement d'Einstein qui traine quelque part dans "A l'image des géants" de Stephen Hawking si vous voulez), mais la plupart sont très faibles devant l'énergie de masse.

Merci beaucoup pour ta réponse qui est trés claire !!

Mais cette réponse m'amene à une autre question :
La Terre , le soleil , n'importe quel astre ( sauf un trou noir ) deforme l'espace temps , donc implique lui aussi sa propre géodésique ....... mais alors pourquoi la lumiere ne suit donc pas cette géodésique ? Est-ce-qu'il faut que la masse de l'astre ateigne une certaine grandeur ( celle d'un trou noir ... ) pour deformer l'espace temps au point de modifier le trajet de la lumiere ?
J'ai aussi lu que pour que de la matiere s'échappe de l'attraction d'un astre , il faut que sa vitesse soit plus élevé que la vitesse de liberation propre à l'astre . Et donc c'est pour sa que la lumiere n'est pas attirée par la Terre ou le soleil , car sa vitesse ( 300 000 km/s ) est bien plus elevé que la vitesse de liberation de la Terre .

Alors est-ce-que nous pouvons dire que la vitesse de liberation d'un trou noir est plus forte que le vitesse de la lumiere , et donc c'est pour sa que la lumiere ne peut s'échapper de ce monstre galactique ?

[Grey_jackal]

Mais cette réponse m'amene à une autre question :
La Terre , le soleil , n'importe quel astre ( sauf un trou noir ) deforme l'espace temps , donc implique lui aussi sa propre géodésique ....... mais alors pourquoi la lumiere ne suit donc pas cette géodésique ? Est-ce-qu'il faut que la masse de l'astre ateigne une certaine grandeur ( celle d'un trou noir ... ) pour deformer l'espace temps au point de modifier le trajet de la lumiere ?

C'est bien ça. Bien qu'il y ait une légère différence. Constatée par exemple lors d'une éclipse solaire, où une étoile était à une position légèrement décalée par rapport à quand elle n'était pas derrière le soleil (c'est la vérification historique de la relativité générale. Qui n'a pas eu beaucoup de poids à cause de la précision douteuse de l'expérience).

Pour te donner une idée de la courbure, le rayon de courbure est d'environ une unité astronomique au niveau de la terre. Ce qui veut dire que si l'espace temps était en deux dimensions, on pourrait poser une sphère de cent cinquante millions de kilomètres dessus, et la sphère ne toucherait qu'un unique point. C'est pas très loin de la définition d'un espace plat, dans lequel le rayon de courbure est infini.

Alors est-ce-que nous pouvons dire que la vitesse de liberation d'un trou noir est plus forte que le vitesse de la lumiere , et donc c'est pour sa que la lumiere ne peut s'échapper de ce monstre galactique ?

C'est la toute première définition du trou noir, lorsqu'on a inventé les "astres occultés" à partir de la gravitation de Newton (pour Newton, la lumière était à base de particules, avec donc une masse. Quand Fresnel a démontré qu'elle était à base d'onde, on s'en est désintéressé). La vérité est que dans la relativité, la vitesse de la lumière est une constante.

Je suis un affreux menteur, en fait. Dans la relativité générale, il y a des cas où la vitesse de la lumière est très mal gérée, car tous les référentiels sont équivalents. Un exemple simple est de regarder la lune et tourner sur soi-même. De ton point de vue (référentiel), c'est comme si la lune tournait autour de toi. A environ deux millions de kilomètres par seconde, pourvu qu'on le fasse assez vite.

Mais dans le cas présent, on peut partir de cette hypothèse. La lumière n'est pas ralentie, c'est le temps qui l'est.

[lynx]

Bon ben désolé mais j'ai une autre question qui me titille ....
C'est pas directement lié au trous noirs mais ça touche au même domaine :

Nous savons que la vitesse d'un objet se determine toujours par rapport à un referentiel .
Par exemple , je suis assi devant mon pc , et par rapport à lui , ma vitesse est nulle ....... mais par rapport au soleil ( ou n'importe quel objet exterieur à la Terre ) , ma vitesse n'est pas nulle , elle est même plutôt elevée ( vitesse de rotation de la Terre ) .

Alors d'aprés tout ça , pourquoi la physique nous stipule que la vitesse de la lumiere est constante ???
Constant par rapport à quoi ?

[Grey_jackal]

Nous savons que la vitesse d'un objet se determine toujours par rapport à un referentiel .
Par exemple , je suis assi devant mon pc , et par rapport à lui , ma vitesse est nulle ....... mais par rapport au soleil ( ou n'importe quel objet exterieur à la Terre ) , ma vitesse n'est pas nulle , elle est même plutôt elevée ( vitesse de rotation de la Terre ) .

Alors d'aprés tout ça , pourquoi la physique nous stipule que la vitesse de la lumiere est constante ???
Constant par rapport à quoi ?

Définir le soleil tout seul ne fait pas un référentiel. Pour un référentiel trois dimensions, il faut trois directions et un point d'origine. Le référentiel héliocentrique est défini par le soleil et les trois axes reliant le soleil à des étoiles lointaines.

De base, et ça reste à priori toujours vrai, la vitesse de la lumière est constante dans tout référentiel galiléen (ou référentiel d'inertie). C'est à dire un référentiel où un corps n'étant soumis à aucune force sera immobile ou se déplacera à vitesse constante. La surface de la terre n'en est pas un, puisqu'elle tourne sur elle-même : un point n'étant soumis à aucune force dans l'espace semblera tourner. Un référentiel en accélération non plus, puisqu'un objet semblera accélérer dans l'autre direction sans force apparente.

C'est cette constance de la vitesse de la lumière qui cause les effets relativistes. Et c'est cette constance dans les référentiels galiléens (dans le cadre de la relativité restreinte) qui fait que le paradoxe des jumeaux de Langevin fonctionne : à priori, du point de vue du jumeau dans la fusée, c'est la terre qui se déplace à grande vitesse et lui qui est immobile. Mais lui est dans un référentiel accéléré puisque sa fusée est soumis à la force du réacteur.

On peut aussi appliquer cette constance de la vitesse de la lumière pour d'autres référentiels, avec un peu de prudence. Pour les référentiels en rotation, ça ne fonctionne que jusqu'à une certaine distance. Et pour la rotation comme pour l'accélération, quelque chose se passe : là où deux référentiels galiléens n'ont que des axes inclinés les uns par rapport aux autres si on en trace la représentation graphique, un référentiel galiléen et un non-galiléen donnent des lignes courbes.

Comme la gravitation peut localement être considérée comme une accélération, c'est là la conclusion : la gravitation courbe l'espace temps. Et la vitesse de la lumière constante doit se calculer dans un espace courbe.