La matière est carbonisée quand elle est engloutie par un trou noir

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Contrairement à la pensée scientifique établie, vous seriez rôtis et non pas transformé en spaghetti si vous trébuchiez dans un trou noir super massif. De nouvelles recherches présentées dans le cadre de l’Année de la Physique jettent un oeil nouveau sur le régime alimentaire de l'objet le plus étrange de l'univers.

Les trous noirs se situent aux limites de la théorie scientifique. La plupart des scientifiques pensent qu'ils existent, bien que plusieurs de leurs théories s’effondrent quand il s’agit de décrire ce qu’il se passe à l’intérieur. Mais le professeur d’astrophysique Andrew Hamilton de l'Université du Colorado bouscule l'idée traditionnelle d’une "spaghettification" due à la gravité.

Deux horizons ?

La plupart des gens ont entendu parler de l'horizon des événements d'un trou noir, considéré comme un lieu de non retour. Mais les trous noirs astronomiquement réalistes sont plus complexes et devraient posséder deux horizons, un externe et un interne. Dans cette physique bizarre, le temps et l'espace permutent lorsqu’on traverse un horizon d'événement, mais le deuxième horizon rétablirait la situation.

Voyageant dans un trou noir, vous traverseriez donc une région étrange où l'espace s’écroule vers l'intérieur plus rapidement que la lumière, avant de pénétrer finalement dans le noyau, une zone d'espace normal. C'est ce noyau qui fait l’objet de l’étude du Professeur Hamilton.

Une singularité se situe au centre du noyau, qui engloutit la matière. Mais selon Hamilton, les lois de la relativité générale tempèrent son appétit. Si la singularité s’alimentait trop rapidement, elle deviendrait gravitationnellement répulsive. Au lieu de cela, la matière s’accumule en un plasma dense à très haute température qui remplit le noyau et se vide graduellement dans le siphon de la singularité.

Selon la taille du trou noir, c’est ce plasma qui pourrait être fatal au voyageur de l'espace. La plupart des livres indiquent que dans les conditions de gravité extrêmes d'un trou noir, vos pieds éprouveraient la pesanteur plus fortement que votre tête, et votre corps serait alors étiré comme un spaghetti. Pour un petit trou noir d’une masse de quelques soleils, ceci devrait rester vrai. Mais pour un trou noir d’une masse des millions ou des milliards de fois supérieure à celle du Soleil, explique le Professeur Hamilton, les forces de marée qui causent la "spaghettification" sont relativement faibles. Vous seriez plutôt rôtis par la chaleur du plasma.

AD
adagio

Je ne vois pas l'horizon comme une discontinuité de l'espace-temps ou une brisure.
Imagine un corps qui approche du TN avec une certaine vitesse et position, plus le coprs s'approche et plus les possibilités d'accelération pour echaper au trou noir diminuent, et a l'horizon il n'y a plus de facon d'accelérer pour y echaper.

C'est un peu comme un voiture sur une route qui approche d'un virage, suivant sa vitesse elle peut ou pas prendre correctement le virage , plus elle s'approche du virage, plus les possibilité de freiner pour l'abborder correctement diminuent. Et il existe un moment ou tout est trop tard quoique l'on fasse on loupe le virage. Pourtant la route n'a rien de particulier, ni discontinuité, ni brisure.

Pour le magnetisme et la charge est ce que ca ne serait pas un peu comme le rayonnement hawking, par exemple un photon se transforme en positron-electron et l'un des deux passe l'horizon et pas l'autre, ou idem mais a cause des fluctuations du vide ??
Mystère et je ne trouve rien la dessus :(

ZO
Zoharion

adagio
Je ne vois pas l'horizon comme une discontinuité de l'espace-temps ou une brisure.

Pourtant, les calculs montrent apparemment que même une particule ayant hypothétiquement une vitesse plusieurs fois supérieure à celle de la lumière ne pourrait s'échapper de l'environnement du TN puisque celui-ci est courbé sur lui-même. De sorte que chaque direction prise amène vers le centre de gravité. Ceci implique normalement que l'environnement du TN est isolé du reste de l'univers. Il n'y a pas de raison qu'on puisse entrer si on ne peut pas sortir, question de logique. Après, je peux me planter mais j'aimerai que l'on m'explique.

adagio
Imagine un corps qui approche du TN avec une certaine vitesse et position, plus le corps s'approche et plus les possibilités d'accelération pour echaper au trou noir diminuent, et a l'horizon il n'y a plus de facon d'accelérer pour y echaper.

Ma vision ne déroge pas à ce principe : Les séquelles sur l'espace-temps avant l'ultime "refermement" demeurent. Les particules en approche du TN suivent le parcours de l'espace-temps courbaturé et se coincent au limite du rayon. Elle sont dans un état de super-densité et recouvre la "bulle" ajoutant par leur masse-énergie au pouvoir d'attraction du TN.

adagio
Pour le magnetisme et la charge est ce que ca ne serait pas un peu comme le rayonnement hawking, par exemple un photon se transforme en positron-electron et l'un des deux passe l'horizon et pas l'autre, ou idem mais a cause des fluctuations du vide ??
Mystère et je ne trouve rien la dessus :(

Hawking utilise les fluctuations du vide pour imaginer la situation suivante : Les fluctuations du vide provoquent spontanément la création d'une paire particule-antiparticule (en gros de l'énergie provenant de la trame dimensionnelle est transformée en couple neutre de particules ayant pour unique destin l'anihilation puis la réintégration de leur l'énergie dans la trame dimensionnelle). Or, dans notre cas, l'une des deux particules se trouvait à l'intérieur du rayon de Schwarchild tandis que l'autre était en dehors. Pour que l'équilibre soit respecté, il faut que le TN restitue la particule virtuelle avalée *.

Donc si je décode ton raisonnement, le magnétisme du TN serait principalement dû à la situation quelque peu équivalente à celle de la fulctuation du vide : un photon "très énergétique" aux abords d'un TN est arbitrairement transformé en une paire particule-antiparticule et l'une des deux particules, chargée magnétiquement, se retrouve expulsée aux confins du TN tandis que l'autre est piégée.

Bah pourquoi pas. Après je n'arrive pas à suivre complétement le mécanisme qui permette une grande accumulation de charges pointant toute vers une direction, comme on peut le voir pour la Terre ou le Soleil et où le champs magnétique est d'origine interne.

* : C'est là que j'ai un achoppement de logique par rapport à nos discussions précédentes. Résumons : le TN a avalé une particule virtuelle puis pour ramener à l'équilibre en a rendu une autre. En quoi le bilan de masse du TN est-il une perte puisqu'il ingère une particule puis recrache une autre particule ? En quoi ce processus est susceptible de le faire disparaître sur le très long terme ?

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bongo1981

Zoharion
Là je dois dire, je me sens moins seul. Autant dire qu'on arrive aux limites de l'explicable. Le magnétisme du trou-noir est un fait, maintenant si ce n'est pas dû au disque d'accrétion comment alors ce champs parvient-il à s'extraire de l'horizon des évènements..?

Ben le trou noir n'a pas de champ magnétique. Ca provient du théorème selon lequel un trou noir n'a pas de cheveu, juste une masse, un moment cinétique et une charge électrique.
Toute autre aspérité est convertie sous forme de rayonnement électromagnétique ou sous forme d'onde gravitationnelle émises lors de l'effondrement en trou noir.

Zoharion
Maintenant, je voudrais poser une question-hypothèse (je la sors comme ça sans vraiment m'attendre à ce qu'elle soit bonne).
Est-ce qu'on a envisagé que la matière-énergie qui est aujourd'hui vu comme avalée à l'intérieur du rayon de Schwarchild, ne soit en fait qu'accumulée sur les limites de ce rayon ?

Ca dépend dans quel référentiel tu es. Dans le référentiel de l'astronaute en chute libre, il tombe dans le trou noir.
Dans le référentiel d'un observateur exétérieur, qui observe la chute de l'astronaute, cette chute dure éternellement.

adagio
Pour le magnetisme et la charge est ce que ca ne serait pas un peu comme le rayonnement hawking, par exemple un photon se transforme en positron-electron et l'un des deux passe l'horizon et pas l'autre, ou idem mais a cause des fluctuations du vide ??
Mystère et je ne trouve rien la dessus :(

Je pense que pour la charge, elle peut être vue sur l'horizon.

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bongo1981

Zoharion
Pourtant, les calculs montrent apparemment que même une particule ayant hypothétiquement une vitesse plusieurs fois supérieure à celle de la lumière ne pourrait s'échapper de l'environnement du TN puisque celui-ci est courbé sur lui-même. De sorte que chaque direction prise amène vers le centre de gravité. Ceci implique normalement que l'environnement du TN est isolé du reste de l'univers. Il n'y a pas de raison qu'on puisse entrer si on ne peut pas sortir, question de logique. Après, je peux me planter mais j'aimerai que l'on m'explique.

J'aimerais voir les calculs que tu cites (parce que moi je sèche là).
Pour ce qui est d'entrer et ne plus pouvoir sortir, regarde la chute libre d'un astronaute dans le trou noir (cf. 1er chapitre de l'ouvrage de Kip Thorn).

Zoharion
Ma vision ne déroge pas à ce principe : Les séquelles sur l'espace-temps avant l'ultime "refermement" demeurent. Les particules en approche du TN suivent le parcours de l'espace-temps courbaturé et se coincent au limite du rayon. Elle sont dans un état de super-densité et recouvre la "bulle" ajoutant par leur masse-énergie au pouvoir d'attraction du TN.

J'aimerais bien voir cet espace-temps courbature :)

Zoharion
Hawking utilise les fluctuations du vide pour imaginer la situation suivante : Les fluctuations du vide provoquent spontanément la création d'une paire particule-antiparticule (en gros de l'énergie provenant de la trame dimensionnelle est transformée en couple neutre de particules ayant pour unique destin l'anihilation puis la réintégration de leur l'énergie dans la trame dimensionnelle). Or, dans notre cas, l'une des deux particules se trouvait à l'intérieur du rayon de Schwarchild tandis que l'autre était en dehors. Pour que l'équilibre soit respecté, il faut que le TN restitue la particule virtuelle avalée *.


Donc si je décode ton raisonnement, le magnétisme du TN serait principalement dû à la situation quelque peu équivalente à celle de la fulctuation du vide : un photon "très énergétique" aux abords d'un TN est arbitrairement transformé en une paire particule-antiparticule et l'une des deux particules, chargée magnétiquement, se retrouve expulsée aux confins du TN tandis que l'autre est piégée.


Bah pourquoi pas. Après je n'arrive pas à suivre complétement le mécanisme qui permette une grande accumulation de charges pointant toute vers une direction, comme on peut le voir pour la Terre ou le Soleil et où le champs magnétique est d'origine interne.


* : C'est là que j'ai un achoppement de logique par rapport à nos discussions précédentes. Résumons : le TN a avalé une particule virtuelle puis pour ramener à l'équilibre en a rendu une autre. En quoi le bilan de masse du TN est-il une perte puisqu'il ingère une particule puis recrache une autre particule ? En quoi ce processus est susceptible de le faire disparaître sur le très long terme ?

J'explique :

  • une paire de particule antiparticule virtuelles se crée

  • la particule virtuelle quitte le trou noir (par effet de marée)

  • l'antiparticule est absorbée par le trou noir

  • celle-ci retrouve une particule dans le trou noir, et s'annihile avec, peu importe, l'antiparticule n'a pas besoin de s'annihiler avec celle avec qui elle est née

  • le photon résultant de l'annihilation porte une énergie virtuelle qui est rembrousée au vide

  • au bilan, tout est comme si une particule disparaissait du centre du trou noir, et était émise vers l'extérieur

AD
adagio

bongo1981
Ca dépend dans quel référentiel tu es. Dans le référentiel de l'astronaute en chute libre, il tombe dans le trou noir.
Dans le référentiel d'un observateur exétérieur, qui observe la chute de l'astronaute, cette chute dure éternellement.
...
Je pense que pour la charge, elle peut être vue sur l'horizon.

Ces deux choses sont elles liées ?

Et donc si on observe un jour le TN du centre de la galaxie , on verrait 3 millions de masse solaire de matière en train de tomber dedans ?

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bongo1981

Cet article doit répondre en partie à tes questions (et sûrement en soulever d'autres).
J'ai relu quelques pages, et ça m'a rappelé des choses amusantes.

viewtopic.php?t=7043

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franckpiton

bongo1981
J'explique :


  • une paire de particule antiparticule virtuelles se crée

  • la particule virtuelle quitte le trou noir (par effet de marée)

  • l'antiparticule est absorbée par le trou noir

  • celle-ci retrouve une particule dans le trou noir, et s'annihile avec, peu importe, l'antiparticule n'a pas besoin de s'annihiler avec celle avec qui elle est née

  • le photon résultant de l'annihilation porte une énergie virtuelle qui est rembrousée au vide

  • au bilan, tout est comme si une particule disparaissait du centre du trou noir, et était émise vers l'extérieur

Je croyais avoir comprit le principe il y à longtemps, mais plus haut, on explique que de l'anti-matière absorbé par un TN ne réduise pas sa masse.

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bongo1981

franckpiton


bongo1981
J'explique :


  • une paire de particule antiparticule virtuelles se crée

  • la particule virtuelle quitte le trou noir (par effet de marée)

  • l'antiparticule est absorbée par le trou noir

  • celle-ci retrouve une particule dans le trou noir, et s'annihile avec, peu importe, l'antiparticule n'a pas besoin de s'annihiler avec celle avec qui elle est née

  • le photon résultant de l'annihilation porte une énergie virtuelle qui est rembrousée au vide

  • au bilan, tout est comme si une particule disparaissait du centre du trou noir, et était émise vers l'extérieur


Je croyais avoir comprit le principe il y à longtemps, mais plus haut, on explique que de l'anti-matière absorbé par un TN ne réduise pas sa masse.

La nuance est qu'on parle d'antiparticule virtuelle.

VI
Victor

Peut on dire qu'en soi-même le champs de gravité est un rayonnement d'énergie ? Parce que le champs transmets de l'énergie simplement en énergie de gravitation ? Même si la RG donne la solution mathématique on peut voir ça comme une énergie qui rayonne en déformant l'espace

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bongo1981

Victor
Peut on dire qu'en soi-même le champs de gravité est un rayonnement d'énergie ?

Euh non, tout comme un champ électrique ne rayonne pas forcément d'énergie (en mode stationnaire par exemple).

Victor
Parce que le champs transmets de l'énergie simplement en énergie de gravitation ?

Le champ de gravitation est porteur d'une énergie de gravitation.

Victor
Même si la RG donne la solution mathématique on peut voir ça comme une énergie qui rayonne en déformant l'espace

L'énergie n'est pas rayonnée. Mais tu peux voir l'énergie du champ de gravitation comme stockée dans la déformation de l'espace-temps.