[News] La matière est carbonisée quand elle est engloutie par un trou noir

[buck]

avant qu'un autre ne le sorte ;) Et le Tachyon ?

[Victor]

Taquin Buck !

[buck]

Taquin Buck ! :D

meuh non meme pas vrai ;) , mais la reponse est tout de meme dans le dernier post de Bongo ;)

[bongo1981]

avant qu'un autre ne le sorte Et le Tachyon ?

Pourl e tachyon, c'est très simple, on part par exemple de l'équation sur la quantité de mouvement.
En mécanique classique on définit la quantité de mouvement comme étant le produit entre un scalaire (invariable) la masse, et un vecteur : la vitesse (définie comme le quotient de la distance parcourue par le temps à parcourir cette distance).

Depuis Einstein, on sait que c'est une approximation de réalité, toute loi doit s'exprimer sous la forme de quadrivecteur.

Donc on remplace v par une quantité u (la quadrivitesse) définie de la façon suivante : u = dx^alpha / dtau
où x^alpha est la "quadricoordonnée", en fait ça correspond à un évènement.

Tous calculs faits l'on a : u = v/sqrt(1-v²/c²)

L'on peut alors définir le quadrivecteur Energie-Impulsion : p = m v/sqrt(1-v²/c²)

Là des théoriciens se sont dit "oh mais on peut aussi l'écrire comme ça" :
p = sqrt(m²v²/ (1-v²/c²) ).
et si v>c alors on doit trouver un carré négatif, tiens, m par exemple si m est imaginaire pure alors ça marche (parce qu'une quantité de mouvement complexe, on ne sait pas l'interpréter).

Donc on va baptiser des particules de masse imaginaire : "tachyon".
Par contre on ne sait pas ce qu'est une masse imaginaire pure...

Les tachyons n'ont jamais été observés expérimentalement, et servent de critère à la cohérence d'une théorie. C'est juste une curiosité théorique sans justification (parce que ça arrive comme un cheveu dans la soupe).

(je peux aussi vous raconter l'histoire de l'équation de Dirac, et la prédiction de l'antimatière, mais c'est différent, dans les solutions, Dirac a trouvé une particule de masse identique à l'électron, mais de charge opposée, ça on sait très bien l'interpréter).

[Zoharion]

Je comprends maintenant l'interrogation de Victor :
Si le rayon de schwarchild est donné comme l'horizon où même la lumière ne peut s'échapper(puisque que même à c, elle finit dans le ventre de la bête) alors cela signifie-t-il que la vitesse de chute vers le centre du trou noir est plus élevée que c ?

Je pense qu'il faut le voir autrement. Vu que l'espace est tellement courbé aux alentours d'un trou-noir peut-être qu'il n'y a tout simplement pas d'autre chemin : Quelle que soit la direction on se dirige vers le centre. Ce n'est donc pas dû à un manque de vitesse mais à la géométrie particulière de l'espace-temps à cet endroit qui est, en quelque sorte, coupé du reste de l'univers. Bref, même en dépassant plusieurs fois c, par exemple, la particule irait vers le centre car c'est ainsi que l'espace-temps est structuré. Une sorte de courbe sur elle-même.

[bongo1981]

yes très très bien formulé !

[Isabelle]

Sur j'ai compris

[Al Tarf]

Zoharion a écrit :

Bref, même en dépassant plusieurs fois c, par exemple, la particule irait vers le centre car c'est ainsi que l'espace-temps est structuré. Une sorte de courbe sur elle-même.

Vous ètes trop instruits et savants...c'est bien ce que j'avais compris dès le départ du sujet.

Mais Victor ....

[Victor]

Comprend qui veut... Comprend qui peut...

[franckpiton]

Un petite question qui me torla, non, qui me turlupine !

Un trous noir, c'est une singularité, une singularité c'est ponctuel, comment une particule ponctuel peut avoir une rotation (ou alors c'est son spin) ?

Aussi, quand un trous noir se forme d'une étoile en rotation, toute sa masse se concentre à l'infini; pour conserver son moment cinétique,ne devrait il pas tourné à une vitesse infini ?

Merci d'avance pour les réponses

[bongo1981]

Un petite question qui me torla, non, qui me turlupine !

Un trous noir, c'est une singularité, une singularité c'est ponctuel, comment une particule ponctuel peut avoir une rotation (ou alors c'est son spin) ?

C'est une bonne question.
Alors je recadre les choses :

Un trou noir est une prédiction de la théorie de la relativité générale, tirée d'une solution sphérique idéale sans rotation (métrique de Schawarzschild), ou d'une solution découverte plus tard (métrique de Kerr doté d'un moment cinétique). Tout de suite se sont posées des questions sur la possibilité de formation de ce genre d'astre, comment les compactifier à cette densité, le comportement de la matière, les équations d'état de la matière nucléaire (travaux de Chandrasekhar, Volkoff, Openheimer etc..., d'ailleurs je recommande la lecture de l'ouvrage de Kip Thorne, très bien vulgarisé).

Donc la théorie d'Einstein, qui ne prend pas en compte les effets de la mécanique quantique prédit que lorsqu'une étoile finit son évolution, et que sa masse est suffisante (8 masses solaires), une certaine quantité est éjectée, tandis que le coeur (qui aura dépassé environ 3 masses solaires s'effondre en trou noir). Selon la théorie de la relativité générale, et les équations d'état de la matière, rien ne peut arrêter l'effondrement, et donc la relativité prédit une densité infinie, une température infinie. Ce qui est faux (puisque l'on n'a jamais extrapolé la gravitation à de telles échelles).

Donc oui au centre d'un trou noir, il y a une singularité, mais c'est la relativité générale qui nous le dit, sans prendre en compte ses effets microscopiques. Donc en toute rigueur, nous ne pouvons dire qu'il y a une singularité au centre d'un trou noir.

Pour ce qui est de son moment cinétique, c'est effectivement la même chose que son spin. D'ailleurs nombres de physiciens ne manqueront pas de faire remarquer que le théorème du "Un trou noir n'a pas de cheveu", affirme qu'un trou noir est caractérisé par 3 nombres et rien de plus :
- sa masse
- son moment cinétique
- sa charge
Cela ressemble étrangement aux caractéristiques d'une particule.

Aujourd'hui l'on ne comprend pas bien le spin. En fait c'est un moment cinétique intrinsèque d'une particule, et l'on ne peut pas vraiment le rapprocher d'une rotation (puisque l'on ne peut parler de rotation d'une particule ponctuelle). Ceci est l'interprétation de la mécanique quantique. Il se pourrait que cela change avec les théories ne considérant pas des particules comme ponctuelles.

Ceci dit c'est une très très bonne question.

Aussi, quand un trous noir se forme d'une étoile en rotation, toute sa masse se concentre à l'infini; pour conserver son moment cinétique,ne devrait il pas tourné à une vitesse infini ?

Merci d'avance pour les réponses

[franckpiton]

D'ailleurs nombres de physiciens ne manqueront pas de faire remarquer que le théorème du "Un trou noir n'a pas de cheveu", affirme qu'un trou noir est caractérisé par 3 nombres et rien de plus

Je crois que la traduction exacte est "Un trou noir n'a pas de poil", mais cela fait rire les étudiants.

[franckpiton]

Ceci dit c'est une très très bonne question.

Je suis flatté, mais il n'y à pas beaucoup de réponses. Bongo nous donne un bon rappel sur les trous noirs (merci pour ça), mais à moins que cela vienne de moi, il ne me semble pas y voir de réponse à ma "très très bonne question".

[Zoharion]

Ta phrase n'est pas claire, car tu confonds singularité et particule, ce qui n'est pas la même chose. Un trou noir n'est définitivement pas une particule. C'est un espace extrêmement replié sur lui-même piégeant la matière dans ses replis. On le caractérise comme une particule pour certaine de ses propriétés mais ses effets dépassent largement le cadre des particules.

[bongo1981]

Ceci dit c'est une très très bonne question.

Je suis flatté, mais il n'y à pas beaucoup de réponses. Bongo nous donne un bon rappel sur les trous noirs (merci pour ça), mais à moins que cela vienne de moi, il ne me semble pas y voir de réponse à ma "très très bonne question".

http://fr.wikipedia.org/wiki/Spin#.C2.A ... pre_.C2.BB

[Zoharion]

Je viens de penser à un truc...

Si l'espace du trou noir est replié sur lui-même, comment alors les champs de gravité et de magnétisme sont-ils communiqué au reste de l'univers ?

En effet, si j'ai bien tout suivi, la théorie évoque des médiateurs pour que les champs agissent. Genre le photon pour le champs magnétique... ou même le graviton...

Or l'espace autour du trou noir est replié et il est dit que même la lumière ne peut s'en échapper. Dans ce cas, comment le trou noir communique son attractivité (si la théorie s'avère juste) et son magnétisme au reste de l'univers ?

[Victor]

La réponse est dans les géodésique de la RG et pas dans le graviton dont on ne sait absolument rien

[Zoharion]

Cette réponse floue n'aide en rien.

[Victor]

Pourtant c'est la seule !

[adagio]

Or l'espace autour du trou noir est replié et il est dit que même la lumière ne peut s'en échapper. Dans ce cas, comment le trou noir communique son attractivité (si la théorie s'avère juste) et son magnétisme au reste de l'univers ?

L'espace est courbé effectivement, or la gravitation est le reflet visible de cette courbure, les objets suivent des géodesiques comme le dit victor, et ces géodesique ne sont pas crées par le trou noir.
Je ne connait pas les mécanismes concernant les gravitons, mais ce ne sont pas les objets massifs qui les emmetent, mais plutot la courbure de l'espace, enfin si ils existent je crois qu'ils sont issus de la théorie de cordes, en tout cas en RG il n'existent pas.

En ce qui concerne le magnetisme ou la charge électrique, tout se passe derriére l'horizon, comme tu le dit car rien ne sort du TN. Donc un TN peut avoir un magnétisme ou une charge mais cela n'aura pour effet que de modifier la métrique interne, et le rayon de l'horizon. Pour l'observateur externe, un TN isolé est electriquement et magnetiquement neutre.
Mais il en est autrement pour la matiére qui tombe vers lui.

[bongo1981]

Il faut distinguer deux choses sur la gravitation :
- les théories confirmées par l'expérience
- les théories spéculatives

La relativité générale fait partie des théories de la première catégorie. Aujourd'hui plus personne ne doute de sa validité, et tout le monde s'attend à observer les ondes gravitationnelle (dernière prédiction de la RG non encore vérifiée).
Selon la relativité générale, la matière et l'énergie courbent l'espace-temps, de sorte que la matière se déplace en passant par le chemin le plus court entre deux points (donc des géodésiques, qui sont courbes dans un espace courbe).

On a essayé de rapprocher la gravitation du formalisme quantique, n'obtenant rien de concret pour le moment. Ces théories ont pour cadre un espace-temps classique, non courbe. Cela ne constitue en rien une description complète. On peut penser à la polarisation quantique du vide, et tout se passe comme si l'horizon des évènements émettaient les gravitons virtuels, ou que l'horizon portait la charge électrique.
Je pense que dans l'approximation des champs faibles, on peut voir les choses comme ça, mais dans une théorie complète, il faut pouvoir décrire le comportement de l'espace-temps à petite échelle.

[Zoharion]

Ok merci pour vos réponses.

Donc, rien que par l'observation des TN, on peut déjà s'interroger grandement sur la validité des théories de gravité quantique utilisant un médiateur appelé graviton (de ce que j'en sais, même avec une dizaine de dimensions, ça ne règlerait pas le problème).

Et si je récapitule, le magnétisme observé est dû uniquement à la matière présente dans le disque d'accrétion. Donc un TN sans disque ne communique pas de magnétisme. J'ai bon ?

[franckpiton]

Ceci dit c'est une très très bonne question.

Je suis flatté, mais il n'y à pas beaucoup de réponses. Bongo nous donne un bon rappel sur les trous noirs (merci pour ça), mais à moins que cela vienne de moi, il ne me semble pas y voir de réponse à ma "très très bonne question".

http://fr.wikipedia.org/wiki/Spin#.C2.A ... pre_.C2.BB

Merqui !

[bongo1981]

Ok merci pour vos réponses.

Donc, rien que par l'observation des TN, on peut déjà s'interroger grandement sur la validité des théories de gravité quantique utilisant un médiateur appelé graviton (de ce que j'en sais, même avec une dizaine de dimensions, ça ne règlerait pas le problème).

On suppose que pour une théorie quantique intégrant la gravitation, celle-ci doit intégrer un médiateur, de spin 2 de masse nulle.
Le statut de cette particule ne serait nullement fondamentale (elle doit être intimement liée à la nature de l'espace et du temps, dixit la relativité générale).

Et si je récapitule, le magnétisme observé est dû uniquement à la matière présente dans le disque d'accrétion. Donc un TN sans disque ne communique pas de magnétisme. J'ai bon ?

Je crois que le champ magnétique est expulsé de l'horizon des évènements (il faut que je reprenne le livre de Penrose...)

[adagio]

j'avoue que la je suis perdu, que l'horizon d'un TN puisse avoir un potentiel electrique ou magnetique, il va falloir bosser la MQ !

Est ce qq'chose de meme nature que le rayonnement hawking ?