Une question sur la nature de l'espace et de la lumière

[adagio]

oula oula non Zoharion

effectivement j'ai pas expliqué c'est ma faute

P n'est pas une variable c'est dtp qui represente le temps propre

l'equation represente le raport de temps dont tu parles en fonction de la distance du trou noir.

dt = temps observateur
dtp = temps etoile
rs = rayon de Schwarzschild (rayon du trou noir)
r = distance de l'etoile du centre du trou noir

on voit que l'effet de dilatation du temps n'est vraiment prononcé que quand l'etoile est tres proche du trou noir, ce qui n'est pas le cas en l'occurence.

[adagio]

petite precision pour bien prendre conscience du tres petit volume du monstre de trou noir qui se trouve au centre de la voie lactée

le rayon d'un trou noir c'est a peu de chose prés 3km * nb de masse solaire

Donc le trou noir de notre galaxie est en fait "trés petit" en volume, c'est a dire ca ne va meme pas a la moitié du Périhélie de mercure !

pour résumer c'est un petit monstre, on en connait tous d'autre

[Zoharion]

Après un rapide calcul à partir de ces données :



Le trou noir de la voie lactée fait selon les dernières estimations 3,7 millions de masses solaires :
"La distance qui sépare l'étoile S2 de Sagittarius A* serait comprise entre 17 heures-lumière et 5 jours-lumière. La masse et l'orbite de l'étoile ont permis aux scientifiques d'évaluer la masse du trou noir à 3,7 millions de fois celle du Soleil."

Donc Rs[trou-noir voie lactée] = 2,95 x 3 700 000 = 10,915 millions de km.

Périhélie de mercure = 46 millions de km
Périhélie de S2 = 17 heures-lumière = 3600 x 17 x 300 000 = 18,36 milliards de km

Donc dtp = dt x racine(1 - Rs/R) = dt x racine(1- 11/(18 360)) = dt x racine(1 - 0,0006) = dt x 0,9997

Effectivement le rapport est pratiquement égal à 1.

Sinon j'ai lu ça :

Par comparaison avec un trou noir stellaire, la densité moyenne d’un trou noir supermassif peut en fait être très faible (parfois plus faible que celle de l’eau). Cela s’explique par le fait que le rayon de Schwarzschild du trou noir croît corrélativement avec la masse, ce qui induit que la densité décroît selon le carré de la masse : plus le trou noir est grand, plus sa densité moyenne chute, même si sa masse croît sans limite. Autre fait notable, les forces de marées sont négligeables au voisinage de l’horizon des événements d’un trou noir supermassif, car la singularité gravitationnelle centrale en est très éloignée. Ce qui fait qu’un explorateur s’approchant d’un trou noir supermassif ne ressentirait rien de particulier lors de son franchissement de l’horizon.

[bongo1981]

Par comparaison avec un trou noir stellaire, la densité moyenne d’un trou noir supermassif peut en fait être très faible (parfois plus faible que celle de l’eau). Cela s’explique par le fait que le rayon de Schwarzschild du trou noir croît corrélativement avec la masse, ce qui induit que la densité décroît selon le carré de la masse : plus le trou noir est grand, plus sa densité moyenne chute, même si sa masse croît sans limite. Autre fait notable, les forces de marées sont négligeables au voisinage de l’horizon des événements d’un trou noir supermassif, car la singularité gravitationnelle centrale en est très éloignée. Ce qui fait qu’un explorateur s’approchant d’un trou noir supermassif ne ressentirait rien de particulier lors de son franchissement de l’horizon.

Juste un petit commentaire.
Lorsque l'on traverse l'horizon des évènements, il n'y a pas de frontière physique, l'on ne ressentirait rien si l'on est assez petit. D'ailleurs pour un trou noir de type stellaire, très loin avant de franchir l'horizon, l'on serait déchiqueté par les forces de marée.

[Zoharion]

Je viens de penser à un truc...

La matière et l'anti-matière s'annihilent lorsqu'elles rentrent en contact...
Si de l'antimatière est aspirée dans un trou noir, alors celui-ci doit normalement perdre en masse non ?
Or d'énormes quantités d'antimatière sont produites dans le bulbe galactique, de sorte que périodiquement une partie peut être engloutie dans le trou noir galactique... Et si j'extrapole ça peut jouer sur les phases d'éveil et de sommeil du trou noir galactique.

[passant]

... Et si j'extrapole ça peut jouer sur les phases d'éveil et de sommeil du trou noir galactique.

Chut ! Comment approcher Cerbère ?

[adagio]

Si de l'antimatière est aspirée dans un trou noir, alors celui-ci doit normalement perdre en masse non ?

E=Mc², pour lui matiere ou anti matiere c'est la meme chose. Enfin pas sur mais, si je commence a comprendre cette bete de TN je vois ca comme ca.

[bongo1981]

+1 pour adagio

Je viens de penser à un truc...

La matière et l'anti-matière s'annihilent lorsqu'elles rentrent en contact...
Si de l'antimatière est aspirée dans un trou noir, alors celui-ci doit normalement perdre en masse non ?

Non tout simplement parce que la matière et l'antimatière s'annihilant donnent des photons gamas, et ceux-ci ne peuvent pas s'échapper du trou noir.

Or d'énormes quantités d'antimatière sont produites dans le bulbe galactique, de sorte que périodiquement une partie peut être engloutie dans le trou noir galactique... Et si j'extrapole ça peut jouer sur les phases d'éveil et de sommeil du trou noir galactique.

[passant]

Non tout simplement parce que la matière et l'antimatière s'annihilant donnent des photons gamas, et ceux-ci ne peuvent pas s'échapper du trou noir.

Il y a-t-il un équilibre matière anti-matière puisque d'énormes quantité d'anti-matière sont englouties dans le trou noir galactique ? "Zoharion".

Alors, le trou noir, est-il un régulateur de la quantité de matière et d'anti-matière ?

[bongo1981]

Il y a-t-il un équilibre matière anti-matière puisque d'énormes quantité d'anti-matière sont englouties dans le trou noir galactique ? "Zoharion".

Il y a un équilibre matière antimatière puisque selon les lois que nous conaissons, lorsque l'on crée de la matière, une quantité strictement égale d'antimatière est créée en même.

Alors, le trou noir, est-il un régulateur de la quantité de matière et d'anti-matière ?

Le trou noir ne régule rien du tout. Il ne fait que manger ce qu'on lui présente devant la bouche.

[passant]

Il ne fait que manger ce qu'on lui présente devant la bouche.

Où là ! Terrible alors.

Merci Bongo pour tes précisions.

[Zoharion]

N'empêche, une partie de l'antimatière qui arrive à proximité du trou noir va réagir avec la matière du disque d'accrétion. Il y a une part non négligeable de la lumière produite qui n'ira pas en direction du TN. Donc on peut en déduire que cela joue sur les phases d'éveil et de sommeil du TN.

Sinon ok E=MC², mais peut-on vraiment certifier que dans le TN les photons gamma, nés de la collision matière-antimatière, vont avoir le temps de se retransformer ?

Et en jouant avec notre logique, imaginons qu'un trou noir absorbe d'un coup tout l'équivalent de son poids en anti-matière, alors ne devrait-il pas carrément disparaître dans un éblouissant flash lumineux ?

[Victor]

Le trou noir OK il absorbe de la matière mais sous forme d'énergies dans un disque d'accrétion où la matière est tellement accélérée qu'elle perds sa masse en énergie de photons et gerbes de particule élémentaire le disque d'accrétion c'est le plus élevé en énergie de ce qu'il existe comme énergies observables

[adagio]

Sinon ok E=MC², mais peut-on vraiment certifier que dans le TN les photons gamma, nés de la collision matière-antimatière, vont avoir le temps de se retransformer ?

"masse" ou "energie" les deux courbe l'espace-temps pour créer un champs gravitationnel, ils sont equivalents.

[bongo1981]

+1 adagio

N'empêche, une partie de l'antimatière qui arrive à proximité du trou noir va réagir avec la matière du disque d'accrétion. Il y a une part non négligeable de la lumière produite qui n'ira pas en direction du TN. Donc on peut en déduire que cela joue sur les phases d'éveil et de sommeil du TN.

Tout dépend de la quantité d'antimatière qui s'annihilera avec le disque d'accrétion. Etant donné que l'on n'observe pas de noyau d'anti hélium, on peut dire que dans un rayon de 45 milliards d'années lumière, il y a prépondérance de la matière sur l'antimatière (pour ne pas dire une quantité complètement négligeable d'antimatière, ceci pour dire oui, il peut y avoir des antiprotons deci delà, mais sûrement pas d'antiétoile).
Un trou noir actif est un trou noir environné de matière, l'absorption de matière provoque des émissions électromagnétiques sous la forme de rayons X.

Et comme le dit Victor (un peu mal formulé, mais l'idée est là), la conversion d'énergie gravitationnelle en énergie est l'une des sources d'énergie ayant le plus de rendement.

Sinon ok E=MC², mais peut-on vraiment certifier que dans le TN les photons gamma, nés de la collision matière-antimatière, vont avoir le temps de se retransformer ?

Et en jouant avec notre logique, imaginons qu'un trou noir absorbe d'un coup tout l'équivalent de son poids en anti-matière, alors ne devrait-il pas carrément disparaître dans un éblouissant flash lumineux ?

+1 pour adagio, la matière tout comme l'énergie courbent l'espace-temps. Donc même si de l'antimatière s'annihile au centre du trou noir dans la singularité, l'énergie reste au centre du trou noir et ne s'échappe pas.

[Zoharion]

"L'énergie courbe l'espace-temps". Là je dois dire que j'ai un peu du mal à visualiser la chose pour des photons.

Fondamentalement, la matière c'est grossièrement de l'énergie structurée, ok. Mais ce qui donne la masse, comme dit dans un autre topic assez récent, c'est le champs de Higgs. Si un photon n'a pas de masse c'est parce qu'il n'accélère pas.
Donc où est la cohérence là-dedans ? Un photon, ç'a une masse ou pas ? Vu que non, je pensais qu'il n'avait aucune influence sur l'espace-temps. D'où mon message précédent avec une question liée à une problème de pensée : s'il n'y a plus de matière dans le trou noir, n'est-il pas censé disparaître ?

[bongo1981]

"L'énergie courbe l'espace-temps". Là je dois dire que j'ai un peu du mal à visualiser la chose pour des photons.

Fondamentalement, la matière c'est grossièrement de l'énergie structurée, ok.

Qu'est-ce que tu appelles de l'énergie structurée ?

Mais ce qui donne la masse, comme dit dans un autre topic assez récent, c'est le champs de Higgs. Si un photon n'a pas de masse c'est parce qu'il n'accélère pas.

En fait il n'intéragit pas avec le champ de Higgs. Mais ce n'est qu'hypothétique.

Donc où est la cohérence là-dedans ? Un photon, ç'a une masse ou pas ? Vu que non, je pensais qu'il n'avait aucune influence sur l'espace-temps. D'où mon message précédent avec une question liée à une problème de pensée : s'il n'y a plus de matière dans le trou noir, n'est-il pas censé disparaître ?

Il faut prendre les équations de la relativité générale, le terme faisant intervenir la source de la gravitation c'est le tenseur énergie impulsion. Ce tenseur prend bien en compte la quantité de matière et la densité d'énergie.

Donc le trou noir ne disparaît pas.

[Zoharion]

Pour répondre à ta question, je te demanderais qu'est-ce que tu appelles la matière sachant que E=Mc² ?

[bongo1981]

c'est tout ce qui a une masse, et occupe de l'espace (donc plutôt des fermion massifs)

[Zoharion]

Ok, les liaisons nucléoniques montrent qu'une partie de la masse des nucléons est convertie directement en énergie de liaison sans pour autant qu'on arrive à distinguer si cette perte est équitablement répartie entre les nucléons. De sorte que fondamentalement les propriétés des nucléons restent identiques même s'ils n'ont pas exactement la même masse (ce qui n'allait pas forcément de soi), ce qui veut dire qu'ils ont une sorte de réserve d'énergie qui n'entame pas leur propriété. Et cette réserve est convertie en masse lorsqu'ils sont détachés des autres nucléons (ils doivent être légèrement plus gros). De ce fait, l'égalité E=Mc², traduit pour moi (et je doute d'être le seul) que la matière est une forme d'énergie ayant acquis une structure (d'où énergie structurée).

En allant plus loin, si la durée de vie des particules atomiques est si stable et longue, c'est certainement parce que la matière est une chose qui consomme le moins d'énergie. Et l'on sait que le comportement de l'univers est de toujours opter pour la solution lui permettant de consommer le moins d'énergie. De fait la matière est un bon moyen de stockage d'énergie, sous une forme "structurée".

[adagio]

La matiere noire, l'energie sombre , ou le rayonnement semblent etre des formes tout aussi bonnes également

[bongo1981]

Ok, les liaisons nucléoniques montrent qu'une partie de la masse des nucléons est convertie directement en énergie de liaison sans pour autant qu'on arrive à distinguer si cette perte est équitablement répartie entre les nucléons.

Je ne sais pas si ce que tu dis a un sens. En effet, prenons un exemple concret : le deutérium, c'est le noyau de l'hydrogène 2, composé d'un proton et d'un neutron. Est-ce que tu peux parler du proton et du neutron, qui sont localisés quelque part dans le noyau, ou bien faut-il considérer la particule de deutérium (qui est composite) sans pouvoir distinguer le proton du neutron ?

De sorte que fondamentalement les propriétés des nucléons restent identiques même s'ils n'ont pas exactement la même masse (ce qui n'allait pas forcément de soi), ce qui veut dire qu'ils ont une sorte de réserve d'énergie qui n'entame pas leur propriété.

Je te l'accorde ça ne va pas de soi, et pour moi c'est nullement évident. Encore un exemple, le neutron à l'état libre, est instable, il a une période de demi-vie de 15 minutes. Lorsqu'il est lié à un proton, pour former le deutérium, il est stable.
Alors est-ce que ça change ses propriétés ou non ?
Je ne suis pas sûr que tu peux tenir ton affirmation.

Et cette réserve est convertie en masse lorsqu'ils sont détachés des autres nucléons (ils doivent être légèrement plus gros).

Pour ça je ne suis pas sûr non plus, tu supposes que la densité est constante, et tu affirmes qu'ils sont plus gros ce qui n'est pas forcément vrai.

De ce fait, l'égalité E=Mc², traduit pour moi (et je doute d'être le seul) que la matière est une forme d'énergie ayant acquis une structure (d'où énergie structurée).

Ben la matière et l'énergie sont une et même entité se manifestant sous plusieurs formes.

En allant plus loin, si la durée de vie des particules atomiques est si stable et longue, c'est certainement parce que la matière est une chose qui consomme le moins d'énergie.

Là je ne comprends pas du tout. Un proton tout seul ne consomme rien. Je ne comprends pas du tout ton affirmation. Il n'y a pas une réserve d'énergie dans laquelle on va puiser. Et qu'en est-il du photon ?

Pour répondre à ta question, il vaut mieux se poser une question : pourquoi certaines particules sont instables ? Je pense que ça répondra à la question pourquoi certaines sont stables (ou ont l'air stable).

Et l'on sait que le comportement de l'univers est de toujours opter pour la solution lui permettant de consommer le moins d'énergie.

D'où ça sort ça ? Et le soleil ? Il en consomme un peu ? beaucoup ?

De fait la matière est un bon moyen de stockage d'énergie, sous une forme "structurée".

Je ne te suis pas du tout.

[Zoharion]

Et l'on sait que le comportement de l'univers est de toujours opter pour la solution lui permettant de consommer le moins d'énergie.

D'où ça sort ça ? Et le soleil ? Il en consomme un peu ? beaucoup ?

Je sors ça des cours de physique et de chimie. Franchement, là tu m'épates de remettre ça en question.
Peut-être ne comprends-tu pas la porté de la phrase. Je vais donc te donner quelques exemples :
- Entre deux réactions chimiques , c'est celle qui consomme le moins d'énergie qui sera privilégiée.
- la lumière se propage en ligne droite.
- l'électron excité reviendra toujours préférentiellement à son état le plus stable.

Tiens tu parlais du neutron dont la cohésion apparente ne tient que lorsqu'il est dans un noyau. Ce qui veut dire que lorsqu'il est isolé l'état électron+proton+neutrinos est moins consommateur d'énergie que l'état neutron qui demande forcément un surplus d'énergie pour perdurer.

Maintenant je vois pas où tu veux en venir avec la consommation d'énergie du Soleil, vu qu'il produit de l'énergie.

Ok, les liaisons nucléoniques montrent qu'une partie de la masse des nucléons est convertie directement en énergie de liaison sans pour autant qu'on arrive à distinguer si cette perte est équitablement répartie entre les nucléons.

Je ne sais pas si ce que tu dis a un sens. En effet, prenons un exemple concret : le deutérium, c'est le noyau de l'hydrogène 2, composé d'un proton et d'un neutron. Est-ce que tu peux parler du proton et du neutron, qui sont localisés quelque part dans le noyau, ou bien faut-il considérer la particule de deutérium (qui est composite) sans pouvoir distinguer le proton du neutron ?

Pour le deutérium et consort à partir du moment où il y a un noyau, les particules sont associées, il est donc impossible de les distinguer. En allant plus loin, on peut imaginer des échanges en continu de particules dans tout le noyau. De sorte que les neutrons se transforment périodiquement en proton+électron+neutrinos mais que les particules sont récupérées et échangées : un proton concomitant se "transforme" en neutron, puis il se scinde... etc. C'est la force forte qui joue avec la force faible, dans ce cas là.

Et cette réserve est convertie en masse lorsqu'ils sont détachés des autres nucléons (ils doivent être légèrement plus gros).

Pour ça je ne suis pas sûr non plus, tu supposes que la densité est constante, et tu affirmes qu'ils sont plus gros ce qui n'est pas forcément vrai.

Ce qui n'est pas forcément faux aussi. De toute manière, plus gros ou plus dense n'est pas la question. La question est que les même type de particules n'ont pas la même quantité d'énergie.

De ce fait, l'égalité E=Mc², traduit pour moi (et je doute d'être le seul) que la matière est une forme d'énergie ayant acquis une structure (d'où énergie structurée).

Ben la matière et l'énergie sont une et même entité se manifestant sous plusieurs formes.

Amusant, tu dis la même chose que moi d'une autre manière et tu semble ne pas le comprendre (on parle tous les deux de forme d'énergie pour expliquer la matière).

En allant plus loin, si la durée de vie des particules atomiques est si stable et longue, c'est certainement parce que la matière est une chose qui consomme le moins d'énergie.

Là je ne comprends pas du tout. Un proton tout seul ne consomme rien. Je ne comprends pas du tout ton affirmation. Il n'y a pas une réserve d'énergie dans laquelle on va puiser. Et qu'en est-il du photon ?

C'est justement parce que l'état de proton ne consomme rien (ou pratiquement rien) en énergie qu'il est stable... S'il y avait un autre état encore moins consommateur alors le proton finirait invariablement par se transformer en cet état. Comme le neutron se transforme en d'autres choses ayant des états plus stables. Tu suis maintenant ?

[bongo1981]

Ok je crois que j'ai saisi, mais on ne parle vraiment pas la même langue.

Je sors ça des cours de physique et de chimie. Franchement, là tu m'épates de remettre ça en question.
Peut-être ne comprends-tu pas la porté de la phrase. Je vais donc te donner quelques exemples :
- Entre deux réactions chimiques , c'est celle qui consomme le moins d'énergie qui sera privilégiée.

Je ne suis pas trop d'accord avec ce que tu dis.
En fait en chimie c'est très subtile, parce que tu as une différence entre équilibre thermodynamique et cinétique chimique.
Dresser cela en grand principe ça ne marche pas non plus... tu ne tiens pas compte de l'énergie d'activation.

- la lumière se propage en ligne droite.

C'est le principe de moindre de temps de Fermat (mais ce que tu dis est vrai seulement dans un milieu homogène).
Et je ne vois pas ce que fait la consommation d'énergie là.

- l'électron excité reviendra toujours préférentiellement à son état le plus stable.

ni là.

Tiens tu parlais du neutron dont la cohésion apparente ne tient que lorsqu'il est dans un noyau. Ce qui veut dire que lorsqu'il est isolé l'état électron+proton+neutrinos est moins consommateur d'énergie que l'état neutron qui demande forcément un surplus d'énergie pour perdurer.

En reformulant je suis d'accord, on compare les grandeurs suivantes :
- la masse du neutron
- la masse du proton, électron et anti neutrino électronique
Tu vas voir que le second est moins élevé que le premier, donc la transition 1 -> 2 est autorisée énergétiquement parlant.

(il n'y a pas de notion de consommation d'énergie).

Maintenant je vois pas où tu veux en venir avec la consommation d'énergie du Soleil, vu qu'il produit de l'énergie.

certes c'est un mauvais exemple de ma part.

Pour le deutérium et consort à partir du moment où il y a un noyau, les particules sont associées, il est donc impossible de les distinguer. En allant plus loin, on peut imaginer des échanges en continu de particules dans tout le noyau. De sorte que les neutrons se transforment périodiquement en proton+électron+neutrinos mais que les particules sont récupérées et échangées : un proton concomitant se "transforme" en neutron, puis il se scinde... etc. C'est la force forte qui joue avec la force faible, dans ce cas là.

Pas tout à fait, mais l'idée est bonne. En fait les neutrons et protons s'échangent des pions (neutres ou chargés) par ce biais leur entité s'échange. Il n'y a que l'interaction forte qui est mise en jeu. Cependant on ne peut pas distinguer le proton du neutron dans un noyau de deutérium.

Ce qui n'est pas forcément faux aussi. De toute manière, plus gros ou plus dense n'est pas la question. La question est que les même type de particules n'ont pas la même quantité d'énergie.

Justement non, ce ne sont pas les mêmes particules, dans un état lié, le proton et le neutron ne sont pas du tout pareil que dans un état non lié, tu ne peux pas dire que ce sont les mêmes particules.

Amusant, tu dis la même chose que moi d'une autre manière et tu semble ne pas le comprendre (on parle tous les deux de forme d'énergie pour expliquer la matière).

Disons que "structurant" a un sens assez précis, et je voulais que tu me le précises.

En allant plus loin, si la durée de vie des particules atomiques est si stable et longue, c'est certainement parce que la matière est une chose qui consomme le moins d'énergie.

Là je ne comprends pas du tout. Un proton tout seul ne consomme rien. Je ne comprends pas du tout ton affirmation. Il n'y a pas une réserve d'énergie dans laquelle on va puiser. Et qu'en est-il du photon ?

C'est justement parce que l'état de proton ne consomme rien (ou pratiquement rien) en énergie qu'il est stable... S'il y avait un autre état encore moins consommateur alors le proton finirait invariablement par se transformer en cet état. Comme le neutron se transforme en d'autres choses ayant des états plus stables. Tu suis maintenant ?

En reformulant encore :
Le proton est stable parce que c'est la particule la plus légère portant une charge baryonique positive. Il ne peut pas se désintégrer en une particule plus légère ayant un nombre baryonique de +1. (Cependant s'il existe un processus violant la conservation de la charge baryonique, le proton ne serait pas stable).

Je pense que là on s'est compris (et c'est le mot consommation que je ne comrpenais pas).

[franckpiton]

Maintenant je vois pas où tu veux en venir avec la consommation d'énergie du Soleil, vu qu'il produit de l'énergie.

certes c'est un mauvais exemple de ma part.

Le soleil produit de l'énergie ? Et il la tire d'où, d'un univers parallèle ? Autant dire que mon grille-pain produit de l'énergie !