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Astronomie

Sujet : Effondrement -> singularité nue
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Pseudo supprimé
Niveau 10
06 octobre 2014 à 08:21:37

Bonjour,

je me pose une question : comment l'univers fait pour prévenir l'apparition de singularité nue (censure cosmique) ?
Je veux dire si une étoile suffisament grosse s'effondre sur elle-même (plus d'équilibre hydrostatique, la densité de l'étoile augmente en son coeur), son rayon va diminuer avec le temps. Au moment où l'étoile passe le rayon de Schwarschild r = 2GM/c² que se passe-t-il ?
L'horizon se forme-t-il sans même que la singularité soit apparue ? Mais dans ce cas comment l'horizon peut exister si l'étoile n'est pas encore un trou noir..

Euclidien
Niveau 10
07 octobre 2014 à 21:48:02

Salut,

Tu poses deux questions liées, on peut trouver une réponse pour la première (l'effondrement au rayon de Schwarzschild), quant à l'autre c'est toujours hypothétique (et un bon problème en gravité quantique).

Comme d'habtitude en relativité, ce qui se passe dépend de où tu te situes. En l'occurence en relativité générale, ça dépend de si ta métrique est plate ou riemannienne à cause de la déformation de l'étoile. Si tu es dans l'étoile et que toutes les réactions de fusion nucléaire ont été faites, que la pression des neutrons ne comble pas la gravité, et que l'étoile est très massive alors il va y avoir un effondrement gravitationnel qui va se finir en trou noir.

Le rayon diminue en effet, que se passe-t-il à r(t) = 2GM/c^2 ?

De ton point de vue (dans l'étoile), rien. Rien de spécial, comme si tu tombais dans un trou noir, tu ne verrais aucune différence avant/après l'horizon (à part que l'étoile est en train de se compresser dans une singularité justement..).
Que se passe-t-il du point de vue de l'observateur extérieur, non soumis à la déformation de champ de l'étoile ? D'abord y a un décalage gravitationnel de fréquences, tu peux être sûr que l'étoile va disparaître assez rapidement (si tu concentres sa masse M sous le rayon de Schwarzschild alors aucune radiation ne peut sortir, mais tu n'as pas encore la singularité qui ferait de ton objet un trou noir : elle se forme en un temps fini de l'intérieur, mais infini de l'extérieur.) En fait globalement tu vois une dilatation de plus en plus grande du temps.
Maintenant ce qui est intéressant c'est qu'une fois que r < 2GM/c^2, tout va forcément finir dans une singularité, dans le sens où la métrique de Schwarzschild te dit que le "temps" va s'écouler dans la direction de la singularité. En fait une fois que l'horizon est là, la singularité VA se former et c'est certain (théorème de Penrose-Hawking).

Donc comme tu vois, l'horizon se forme et la singularité ensuite (en un temps fini dans le référentiel de l'effondrement), après les singularités nues c'est une autre histoire.

DucUNFORGIVEN
Niveau 10
08 octobre 2014 à 12:30:20

tiens j'vais en profiter pour poser mes questions ^^

  • l'horizon des evenements d'un trou noir est il la representation 'physique' de la masse? (sachant que c'est observable selon la distance bien entendu)
  • tout comme la geometrie d'une voix lactée, le rayon des evenements d'un trou noir a t'il tendance a s'aplatir? (ou devient il plat selon son inertie ou energie?)
  • y a t'il plusieurs couche de 'course' sur les extremités du rayon d'evenement d'un trou noir? (carricaturant ma question, la particule accelere ou ralenti selon l'etage ou il se situe)
  • comme vous le savez tous, il y a de vives debat sur la question du photon, la question de savoir si celle ci est une particule ou onde (c'est parce qu'elle est les deux etats selon l'obstacle) donc ma question est:

la singularité est elle peux etre un coeur d'onde?

pour illustrer ma question farfelu, j'vais encore une fois carricaturé; donc une geometrie similaire a l'electromagnetisme, ou la singularité ne puisse qu'etre uniquement de l'energie, une geometrie infini d'onde replier sur lui meme.. (je sent que mon explication a rendu ma question encore plus flou mdrr)

  • le zero absolu ralenti t'il l'entropie? (sachant que le temps est l'expression d'un objet par rapport a un autre, et qu'en 'figeant' les particules celle ci ne consome ou tres peux d'energie)
    • question parallele, la consomation d'energie est il l'entropie? (si une particule est constament 'nourrit' en energie, a t'elle une durée de vie plus courte? d'une certaine maniere les interactions fondamentale ont ils une entropie?)

:)

SorAnea
Niveau 10
10 novembre 2019 à 08:54:58

Pour que ce soit ➕ compréhensible, un message par question :

"l'horizon des évènements d'un trou noir est-il la représentation 'physique' de la masse ? (sachant que c'est observable selon la distance bien entendu)"

Le symbole d'un trou 🕳 noir est une singularité rayée par l'horizon des événements https://image.noelshack.com/fichiers/2019/45/7/1573370110-81210558-astrology-alphabet-quasar-black-hole-event-horizon-hieroglyphics-character-sign-astronomical-symbol-1.jpg

Donc oui.

La masse d'un trou noir étant infinie, comme sa densité, gravité, ses dimensions..tout dans un trou noir est infini.

https://image.noelshack.com/fichiers/2019/45/7/1573372159-images-11.jpeg l'infini mathématique correspond en physique au trou noir.

Donc plus précisément, l'horizon d'un trou noir est un champ gravitationnel tendant vers l'infini, une asymptote en mathématique, courbe tendant vers l'infini, tangente à l'infini, peu importe, la mathématique actuelle, liée à l'espace-temps, ne gère pas l'infini, vu qu'on ne peut pas diviser ➗ par 0 zéro 0⃣.

Il faut créer un nouveau langage mathématique comme avec le symbole du trou noir, car actuellement diviser par l'infini donne 0, donc on ne peut pas calculer un trou noir.

C'est une question tellement intéressante que pour y répondre correctement en 2020 il faut que je me renseigne plus sur la mathématique de Roger Penrose évoquée par Euclidien, l'humain qui a actuellement le mieux théorisé les trous noirs :ok:

SorAnea
Niveau 10
10 novembre 2019 à 09:15:05

Tes questions ne seront pas résolues, ni même résolvables (comme le théorème de Fermat par Andrew Wiles) avant 2045, quand on voit ce que pense Roger Penrose, le plus grand mathématicien actuel, de la numérisation de la pensée humaine, qui est de nature quantique https://youtu.be/3WXTX0IUaOg (5 minutes m, sous-titrée).

En 2045 la singularité technologique permettra de répondre à tes questions sur les trous noirs https://image.noelshack.com/fichiers/2019/45/7/1573373454-milestones-small-en.jpg

Pour l'entropie par contre, il suffit de lire le deuxième théorème de la thermodynamique (XIXème siècle) pour voir que dans l'espace-temps, rien ne peut la ralentir ⛛.

Par contre l'entropie correspond à une fontaine blanche émise par un trou noir à partir de ses dimensions infinies, qui deviennent finies, quatre pour notre espace-temps.

Donc pour ralentir et arrêter l'entropie il faut aller dans un trou noir, sachant que ça ne nous sera théoriquement possible qu'en 2045, car les humains ne pouvons pas calculer l'infini.

kzekox
Niveau 15
10 novembre 2019 à 16:22:22

La masse d'un trou noir étant infinie, comme sa densité, gravité, ses dimensions..tout dans un trou noir est infini.

Comme disait Einstein: "Deux choses sont infinies : l'Univers et la bêtise humaine. Mais, en ce qui concerne l'Univers, je n'en ai pas encore acquis la certitude absolue."...

Non la masse d'un trou noir n'est pas infinie, si c'était le cas nous n'aurions même pas pu exister, je rappelle qu'il y a un trou noir gigantesque au centre de notre galaxie qui fait à peu prés 4,2 ± 0,2 millions de masses solaires.

Franelope
Niveau 10
11 novembre 2019 à 11:18:18

Quelle est la masse d'une singularité, alors ?

Une singularité dont la lumière même au carré de sa vitesse (c²) ne peut s'échapper, donc e=mc², la masse aspirée à une vitesse infinie devient de l'énergie, sauf que cette masse, cet espace-temps même, ne s'appliquent plus aux trous noirs, ni même la mécanique quantique que ne comprenait pas Einstein, depuis 2015 on sait que l'on ne sait rien sur les trous noirs https://www.pourlascience.fr/sd/astrophysique/lhorizon-des-trous-noirs-est-il-un-mur-de-feu-8682.php

Einstein savait à peine qu'ils existent, puisque sa relativité générale ne marche pas pour eux.

Pour le cas le plus extrême, celui du trou noir, si la masse présente est suffisamment importante, la force gravitationnelle entraîne son effondrement en un point, nommé singularité du trou noir. À cet endroit, certaines quantités décrivant le champ gravitationnel deviennent infinies.

Tous les paramètres d'une singularité sont infinis, tu as raison, parler de masse n'a plus de sens, elle n'existe même plus, c'est au-delà de l'espace-temps.

Franelope
Niveau 10
12 novembre 2019 à 09:18:44

Le 10 novembre 2019 à 16:22:22 kzekox a écrit :

La masse d'un trou noir étant infinie, comme sa densité, gravité, ses dimensions..tout dans un trou noir est infini.

Comme disait Einstein: "Deux choses sont infinies : l'Univers et la bêtise humaine. Mais, en ce qui concerne l'Univers, je n'en ai pas encore acquis la certitude absolue."...

Non la masse d'un trou noir n'est pas infinie, si c'était le cas nous n'aurions même pas pu exister, je rappelle qu'il y a un trou noir gigantesque au centre de notre galaxie qui fait à peu prés 4,2 ± 0,2 millions de masses solaires.

Ce dont tu parles est ce que pensait et calculait Hawking en 1970, le fait que nous sommes protégés des singularités (incalculables car infinies) par les trous noirs qui les forment, il a appelé ça la censure cosmique mais :

1/Notre Univers n'est pas concerné, puisqu'il s'est formé à partir d'une singularité qu'on appelle le Big Bang et qui généralement est une fontaine blanche (comme notre Soleil est une étoile).

2/Des modèles ont montré que c'est faux, dans les années 1990 https://fr.wikipedia.org/wiki/Singularit%C3%A9_gravitationnelle

On ne sait donc toujours rien à part leur infinitude sur les singularités.

Pour la masse d'un trou noir hors singularité et sans son énergie rotative ni sa force électromagnétique, on l'appelle https://fr.wikipedia.org/g/wiki/Masse_irr%C3%A9ductible même si c'est de l'énergie.

De toute façon tout trou noir abritant une singularité, c'est là que bloque et bloquera la science jusqu'en 2045, ne pouvant donc pas non plus remonter avant l'émergence de notre Univers à partir d'un trou noir, les briques du Multivers.

L'enjeu de la physique théorique de 2000-2050 est de produire de la fusion nucléaire, comme les étoiles.

Celui de 2050 à 2100 sera de modéliser le Multivers.

Au XXIIème siècle on saura ainsi passer par les trous noirs, comme dans Star Trek, à condition de maîtriser une énergie infinie, de nature quantique.

150 ans de mathématique à développer :hap:

kzekox
Niveau 15
12 novembre 2019 à 13:42:07

1/Notre Univers n'est pas concerné, puisqu'il s'est formé à partir d'une singularité qu'on appelle le Big Bang et qui généralement est une fontaine blanche (comme notre Soleil est une étoile).

Tes affirmations sont prétentieuses, il y'a plusieurs théories concernant la "naissance" de l'univers et peu parlent de fontaine blanche.

Ensuite cette histoire de singularité à toujours posė des problèmes, surtout du point de vue de la MQ, c'est bien pourquoi la priorité la plus haute étant la réunification de nos physiques, il faut trouver un modèle du tout.

SorAnea
Niveau 10
12 novembre 2019 à 16:46:50

C'est une affirmation car c'est la seule possibilité https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Trou_blanc et qu'elle est tout simplement logique, évidente, naturelle..:ok:

Ce qui est prétentieux c'est le bouquin des Bogdanov sur la question, qui prétendent démontrer qu'avant son explosion 💥 spatio-temporelle l'univers existait sous forme de code quantique, ce qui est complètement idiot,et surtout, entièrement faux.

Avant le big bang il y a le Multivers, la question étant de savoir si chaque trou noir aboutit à un nouvel univers 🌌, propulsé par l'énergie infinie de la singularité, qui est également son origine.

kzekox
Niveau 15
12 novembre 2019 à 18:48:23

Ce qui est prétentieux c'est d'affirmer avec assurance des choses qui ne sont que de vagues hypothèses.
Tu fais fais exactement la même chose que les Bogdanov que tu critiques.

Pseudo supprimé
Niveau 29
12 décembre 2019 à 03:39:39

J'ai pas encore tout lu mais il y a quoi comme désinformation ?

Twigard_
Niveau 10
12 décembre 2019 à 10:35:30

https://image.noelshack.com/fichiers/2019/50/4/1576126670-sursaut-gamma4.png

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Sujet : Effondrement -> singularité nue
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