Trous noirs: définitions et expériences

Publié par Publication le 31/07/2004 à 13:04
Pour conclure la problématique, avec Einstein, le poids d'un objet est une distorsion de l'espace-temps autour de celui-ci. C'est pour cela que nous allons représenter l'espace-temps comme un plan en 2 dimensions qui se déforme en fonction de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...).

Ainsi on peut comprendre la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) d'Einstein: en effet les coordonnées d'espace et de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de notre plan chutent dans la déformation du repère créée par le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...), c'est ce que l'on appelle la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...). La proximité d'un corps massif (Le mot massif peut être employé comme :) dévie donc la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) d'un rayon lumineux ou d'un corps.

Afin de visualiser ce phénomène nous avons réalisé une expérience consistant à placer sur une pâte tendue, représentant le plan défini précédemment, divers objets de masse différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...).



On peut voir sur cette photo que le poids de la balle, représentant un corps céleste, entraîne une déformation du plan. Cette déformation correspond à un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) gravitationnel qui va attirer vers sa source, ici la balle, les corps à proximité dont la vitesse (On distingue :) n'est pas assez grande pour s'arracher aux forces mises en jeu.

A ce moment là, les forces de gravitation supplantent celles qui permettaient à l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) de rester stable et l'étoile s'effondre sur elle-même. Dans le cas du trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...), l'effondrement est sans limites. Le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de l'étoile ne cesse alors de diminuer, tendant vers zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr,...). Durant cette phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...), l'étoile ne perd pas de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...). La masse de l'étoile reste donc constante. Ce point (Graphie) de volume nul et donc de densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) infinie, vers lequel tend le corps ainsi formé est appelé singularité (D'une manière générale, le mot singularité décrit le caractère singulier de quelque chose ou...).

Si on se replace dans notre repère défini précédemment, voilà ce que l'on observe:


On voit bien que la pente est plus forte que précédemment. Cela correspond à une plus grande gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). Ainsi, au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île...) et à mesure que l'étoile s'effondre, la gravité devient de plus en plus forte. On observe ici que la pâte se perce à l'endroit où reposait la boule, qui symbolisait le trou noir (Le Trou noir (The Black Hole) est un film de science-fiction réalisé par Gary Nelson,...). Il en est de même pour l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise...): la densité du trou noir entraîne une déformation tellement forte que l'espace-temps se déchire au niveau de la singularité du trou noir.
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