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Sciences & Technologies

Sujet : Collision entre deux trous noirs ?
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lasco35
Niveau 7
07 avril 2020 à 16:54:47

Bonjour à tous!

En traînant sur twitter, j'ai vu un tweet de national géographic pour une de leurs émissions qui parlera visiblement de la collision de deux trous noirs.
Bon j'avais déjà entendu parlé de ce phénomène avant, mais par curiosité je m'interrogeais... Comment cette collision est possible? Le temps autour d'un trou noir est déjà très distordu, passé le rayon de schwarzschild il tend vers l'infini, je dirais en plus naïvement qu'en cas de collision, on doit retrouver ce phénomène du côté des deux objets, bref je cherche peut-être des problèmes la où il y en a pas, mais ça rentre en conflit avec ce que l'on nous explique sur les trous noirs en tant qu'observateur, quand quelque chose ou quelqu'un s'en approche de trop près :)

kzekox
Niveau 15
07 avril 2020 à 17:58:29

Le temps autour d'un trou noir est déjà très distordu, passé le rayon de schwarzschild il tend vers l'infini, je dirais en plus naïvement qu'en cas de collision, on doit retrouver ce phénomène du côté des deux objets, bref je cherche peut-être des problèmes la où il y en a pas, mais ça rentre en conflit avec ce que l'on nous explique sur les trous noirs en tant qu'observateur, quand quelque chose ou quelqu'un s'en approche de trop près

A quoi penses-tu précisément quand tu dis que ça rentre en conflit avec ce que l'on nous explique sur les trous noirs ?

lasco35
Niveau 7
07 avril 2020 à 18:40:48

Je pense a l'image qui est couramment utilisée, de l'observateur qui voit l'astronaute tombé dans un trou noir, au fur et à mesure de sa chute on voit ses mouvements ralentir etc...
J'imagine bien que c'est plutôt maigre scientifiquement parlant, mais j'essaye de comprendre les choses depuis mon petit niveau 😅

Pour aller plus loin dans la réflexion et en gardant le parallèle avec mon petit astronaute qui tombe, je pense avoir bien compris que pour les deux trous noirs qui rentrent en collision rien ne change, mais pour nous qui regardons ça depuis notre planète ou depuis n'importe où dans l'univers d'ailleurs, ne devrions nous pas voir les deux trous noirs se rapprocher de plus en plus lentement sans jamais les voir fusionner?

lasco35
Niveau 7
08 avril 2020 à 19:53:11

Personne? (C'est si stupide comme raisonnement? 😅)

GoergCantor
Niveau 7
08 avril 2020 à 20:14:05

Le 07 avril 2020 à 16:54:47 lasco35 a écrit :
Bonjour à tous!

En traînant sur twitter, j'ai vu un tweet de national géographic pour une de leurs émissions qui parlera visiblement de la collision de deux trous noirs.
Bon j'avais déjà entendu parlé de ce phénomène avant, mais par curiosité je m'interrogeais... Comment cette collision est possible? Le temps autour d'un trou noir est déjà très distordu, passé le rayon de schwarzschild il tend vers l'infini, je dirais en plus naïvement qu'en cas de collision, on doit retrouver ce phénomène du côté des deux objets, bref je cherche peut-être des problèmes la où il y en a pas, mais ça rentre en conflit avec ce que l'on nous explique sur les trous noirs en tant qu'observateur, quand quelque chose ou quelqu'un s'en approche de trop près :)

Non ça ne rentre pas en conflit avec la structure physique d'un trou noir et la relativité générale. Les trois noirs sont des corps comme les autres. Mais avec leur masses concentrés en dessous de leur RS... Avec bien sûr d'autres propriétés intrinsèques.
Les trois noirs possèdent donc une orbite. Et deux trois noirs qui entrent en collision sont juste deux trois noirs qui se "percutent" physiquement, littéralement, cela libère une énergie phénoménale. On a déjà détecté ce phénomène. Entre deux trois noirs supermassif, cela correspond aux mesures attendues.

lasco35
Niveau 7
09 avril 2020 à 20:48:40

Oui, je suis d'accord que pour les trous noirs il n'y a rien qui empêcherait leurs collisions, c'est plus pour nous en tant qu'observateur où ça me paraît moins évident 🤔

Jooord
Niveau 10
10 avril 2020 à 00:38:56

Attention à la vulgarisation scientifique qui ne permettra jamais de faire de la science.

Si tu te poses une vraie question sur un trou noir, alors tu devras faire comme tous ceux qui se posent de vraies questions sur les trous noirs : faire des calculs complexes que seuls quelques physiciens au monde sont capable de faire et comprendre. (Parce qu'un trou noir, pour le moment, c'est avant tout un objet décrit mathématiquement, dont on a la forte conviction qu'il modélise un phénomène physique bien réel)

C'est peut être de leur faute de mettre des mots simples sur des concepts extrêmement compliqués, à nous faire croire que n'importe quel quidam sera alors capable de philosopher avec. En un sens c'est vrai, on peut tous philosopher avec, puisqu'on peut philosopher avec tout et n'importe quoi, en disant tout et n'importe quoi...

Bref, moi à part citer des articles de mecs qui vulgarisent ce qu'ils ont obtenus avec leur calcul je ne serai pas capable de faire grand chose, je suis d'ailleurs tombé sur celui-ci hier dans mon fil d'actualité, pas vraiment le sujet du topic mais pas loin : https://www.sciencenews.org/article/quantum-mechanics-some-black-hole-orbits-impossible-predict

Un_esclave
Niveau 10
10 avril 2020 à 12:31:23

Yet even with accuracy the size of the Planck length, the researchers found that about 5 percent of the time the three black holes wouldn’t return to the same spots when the simulation was reversed. That means, even if you measured where the black holes were to the quantum mechanical limit, you couldn’t rewind to find out where they had come from.

Cette partie-là est très intéressante.

lasco35
Niveau 7
10 avril 2020 à 14:18:16

Oui c'est pas tout à fait le sujet mais ça reste très intéressant :)

Je me permet un HS sur ce que dit jooord :

Je suis plutôt d'accord avec toi, il faut garder en-tête que la vulgarisation scientifique ce n'est pas de la science, mais personnellement je trouve ça formidable,cela permet aux personnes comme moi qui n'ont aucun bagage scientifique de "comprendre", même si c'est de façon grossière,certains phénomènes ou certaines notions physiques.

Après comme souvent, le problème ne vient pas du support, mais de celui qui en bénéfice, et qui se sent l'égale d'un astrophysicien parce qu'il a vu un épisode d'astronogeek...
A titre personnel j'en suis pas là, j'ai pleinement conscience que les explications que l'on m'a apporté sont plus que basiques :oui:

Là où je ne te rejoins pas, mais je t'ai peut-être mal compris, c'est quand tu dis que n'importe quel quidam ce sent du coup capable de philosopher/s'interroger sur les trous noirs ou autre a cause de la vulgarisation.
J'ai l'impression que tu vois ça comme quelque chose de négatif, je pense au contraire que c'est essentiel, cela prouve que l'on cherche à approfondir le sujet, à mieux le comprendre,et améliorer sa compréhension des choses.

Après il faut savoir écouter ce que l'on nous dit et ne pas essayer de faire la forte tête quand on a pas les connaissances qui vont avec, encore une fois, je ne pense pas que ce soit le support qui soit mauvais mais l'utilisation que certains en font...

Jooord
Niveau 10
10 avril 2020 à 14:56:39

Le 10 avril 2020 à 14:18:16 lasco35 a écrit :
Là où je ne te rejoins pas, mais je t'ai peut-être mal compris, c'est quand tu dis que n'importe quel quidam ce sent du coup capable de philosopher/s'interroger sur les trous noirs ou autre a cause de la vulgarisation.
J'ai l'impression que tu vois ça comme quelque chose de négatif, je pense au contraire que c'est essentiel, cela prouve que l'on cherche à approfondir le sujet, à mieux le comprendre,et améliorer sa compréhension des choses.

Je ne vois ça ni comme quelque chose de positif ni de négatif, bien sûr que la vulgarisation est là pour aider à comprendre ce qui est déjà établi, mais ça n'aidera jamais à comprendre ce qui n'est pas établi.

Autrement dit, vulgariser pour expliquer ce que dit la science oui, mais vulgariser pour déduire des choses, ça ce n'est pas possible. Bien sûr que pour essayer de faire comprendre au quidam ce qu'est un trou noir, on ne va pas lui sortir la théorie mathématique d'Hawkin, on va lui dire comme le font tous les journaux de vulgarisation "c'est un corps céleste qui résulte de l'effondrement d'une étoile, qui a une gravité extrêmement forte blablablabla" et ça c'est très bien de le faire. Maintenant, il faut aussi absolument être conscient que celui à qui on aura donné cette explication vulgarisée ne pourra strictement rien faire avec cette "définition" du trou noir, ne pourra en tirer aucune déduction (autre que des trivialités, ou tautologies, issues de la définition vulgarisée).

C'est un peu ce qu'on essaie de faire ici. Tu as certainement comme nous tous sur ce forum une définition très vulgarisée d'un trou noir, et de là tu essaies d'en inférer un comportement physique hautement complexe. Et ça, c'est strictement impossible et ne mènera pas à grand chose. Si on veut comprendre la collision de deux trous noirs, faut recommencer le travail de vulgarisation à partir des travaux scientifiques qui se sont posé cette question d'un point de vue scientifique, et il est d'ailleurs tout à fait possible que ce qu'on dise dans cette vulgarisation soit en fait en contradiction avec la façon dont on a vulgarisée la définition d'un trou noir.

C'est la même chose qu'il se passe avec les discussions du type "qu'est-ce qu'il se passerait si je tombais dans un trou noir". En général ceux qui essaient d'y apporter une réponse tentent de le faire à partir de la vulgarisation, et même s'il n'est pas impossible que ce qu'ils en déduisent correspondent effectivement à de véritables phénomènes physiques (tout comme le contraire est autant possible) ça reste de la métaphysique et finalement ça ne fournit véritablement aucune connaissance physique sur le phénomène. (Or, à la base, la question est posée pour obtenir des connaissances physiques et non métaphysiques).

Bref, je ne suis pas du tout en train de te reprocher ton questionnement qui est au contraire de bon aloi, je précise juste que ta question est extrêmement complexe d'un point de vue scientifique et que donc, nécessairement, ce n'est pas avec de la vulgarisation de "bas niveau" qu'on y répondra de manière satisfaisante.

lasco35
Niveau 7
10 avril 2020 à 15:51:02

Pour le coup je suis d'accord, et finalement tu m'apportes la réponse que j'attendais:
On ne peut pas expliquer ou vulgariser ce phénomène sans avoir des connaissances (très) poussées sur les trous noirs.

Et oui,il faut aussi accepter que la vulgarisation ne peut pas tout expliquer/simplifier :)

Ca me fait penser à mes études en mécanique automobile, où l'on avait (brièvement) appris comment se calculait le champ électromagnétique produit dans un alternateur.
Bon, autant expliquer le fonctionnement d'un alternateur c'est simple,autant le reste...

Bref, bien sûr si réponse il y avait, je m'attendais à ce qu'elle soit vulgarisée, maintenant si ce n'est pas possible je le comprend

Jooord
Niveau 10
10 avril 2020 à 17:08:35

Après, il y a certainement de la vulgarisation propre là dessus. Tu tapes "two black holes colliding" sur google et tu trouveras (après un tri parfois difficile...) certainement ton bonheur, et on pourra dès lors discuter ici de cette nouvelle vulgarisation.

:hap:

lasco35
Niveau 7
10 avril 2020 à 19:00:42

Bon, bah du coup j'ai fait une petite recherche (oui j'aurais pu la faire bien avant, mais je n'y ai pas pensé et puis c'est moins sympa ^^).

Et visiblement ce qu'on sait c'est que personne ne sait :rire:

https://www.google.com/amp/s/www.numerama.com/sciences/532945-deux-trous-noirs-supermassifs-peuvent-ils-fusionner-on-le-saura-bientot.html/amp

Jooord
Niveau 10
10 avril 2020 à 19:06:22

Tout ça pour finir sur un aveu socratique, ça valait bien le coup... :hap:

Bon cela dit ça ne m'étonne pas, au final il semble qu'on ne sait vraiment pas grand chose des trous noirs notamment à cause du fait bien connu que cela fait partie des objets pour lesquels les descriptions précises de son comportement nécessitent une théorie physique qui traite à la fois le macroscopique et le microscopique, et ça pour le moment on n'en a pas...

kzekox
Niveau 15
10 avril 2020 à 21:42:45

La seule chose que j'ai capté de de que j'ai lu c'est qu'un rapprochement entre deux trous noir dégage une énergie extrême à cause des effets gravitationnel (ils perdent même de l'énergie à cause de ça) et que deux options sont possibles soit ils fusionnent relativement rapidement soit le moins massif est éjecté avec une telle énergie qu'il peut être éjecté de la galaxie.
S'ils ont fusionné il apparaît que la masse du nouveau trou noir est inférieure à la somme des deux à cause de l'énergie perdue lors de la fusion.
(Je tenterais de poster les sources si j'y pense mais c'était sur futura)

Jooord
Niveau 10
11 avril 2020 à 13:35:09

@kzekox, en soit, sans plus de précision, j'ai quand même l'impression que ce que tu racontes n'est pas spécifique à la fusion de deux trous noirs mais peut être valable pour n'importe quelles étoiles non?

lasco35
Niveau 7
11 avril 2020 à 16:44:38

Perso j'ai surtout retenu que le trou noir le moins massif pouvait se faire éjecter salement au point de pouvoir quitter sa galaxie, et la je suis en train d'imaginer nous ceux qui sont sur sa trajectoire, ça doit être sacrément brutal

kzekox
Niveau 15
11 avril 2020 à 19:12:30

@kzekox, en soit, sans plus de précision, j'ai quand même l'impression que ce que tu racontes n'est pas spécifique à la fusion de deux trous noirs mais peut être valable pour n'importe quelles étoiles non?

Je t'avoue que je n'ai rien lu sur la collision de deux étoiles, mais il ne faut pas oublier la différence fondamentale de masse entre un trou noir et une étoile, les effets gravitationnels sont d'une toute autre échelle entre deux noirs et deux étoiles et je ne pense pas qu'une étoile puisse être éjecté hors de la galaxie de cette manière (mais ce ne sont que des suppositions).

Jooord
Niveau 10
12 avril 2020 à 13:19:37

A priori, l'énergie libérée par une supernovae peut être suffisante pour éjecter une étoile d'une galaxie :

https://cosmosmagazine.com/space/stars-expelled-two-by-two

Bon dans l'article ci-dessus les stars n'étaient pas en train de fusionner, il y en a juste une qui a explosé et a éjecté l'autre, mais comme a priori la collision de deux étoiles peut engendrer une supernovae, le scénario pourrait bien se produire.

Après, notre physique actuelle ne semble encore pas trop au point sur ces étoiles intergalactiques :

https://en.wikipedia.org/wiki/Intergalactic_star

Jooord
Niveau 10
22 avril 2020 à 11:37:25

C'est du tout frais :

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/ondes-gravitationnelles-ondes-gravitationnelles-fusion-deux-trous-noirs-tres-differents-detectee-premiere-fois-78726/

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