Densité des trous noirs

[Sobiesky]

On lit d’un côté que la densité d’un trou noir est infini et d’un autre que les trous noirs peuvent avoir des densités plus faible que l’air.

L’excellent Blog du Dr Goulu  (https://www.drgoulu.com/2008/06/20/la-densite-des-trous-noirs/) nous donne tout ou partie de la solution en différenciant la densité du centre du trou noir, qui devrait être une singularité de densité infini, et la densité moyenne qui est celle de la matière contenue dans  la sphère dont le rayon est le rayon de Schwarzchild qui définit l’horizon des évenements.

En effet, ce  rayon évolue proportionnellement avec la masse du trou noir (Rs= 2GM/C²), ce qui entraine un rayon très élevé pour les très fortes masses, et la densité étant fonction du volume, donc du rayon au cube, on trouve que d # 1/M²

Ma question est la suivante :

Comment (ou sait-on) évolue la densité de matière entre l’horizon et le centre ?

N’y a-t-il que du vide entre l’horizon et la singularité ou il y a-t-il de la matière dont la densité augmenterait en s’approchant du centre ?

Ou comme d'habitude avec les trous noirs, cette question a-t-elle un sens ?

Merci pour vos réponses😃

 

[bongibong]

Il y a 1 heure, Sobiesky a dit :

Comment (ou sait-on) évolue la densité de matière entre l’horizon et le centre ?

 

N’y a-t-il que du vide entre l’horizon et la singularité ou il y a-t-il de la matière dont la densité augmenterait en s’approchant du centre ?

Ou comme d'habitude avec les trous noirs, cette question a-t-elle un sens ?

Je pense que ça dépend du point de vu...

Si tu suis un observateur en chute libre... tu vois l'effondrement évoluer, il doit exister une solution analytique où la densité augmente jusqu'à effondrement complet de l'étoile en une singularité, et ça se fait dans une durée finie.

 

Vu par un observateur à l'infini... ben l'effondrement se fait jusqu'à se geler juste au dessus de l'horizon des événements.

D'un autre côté... un observateur à l'infini ne voit rien d'autre, et de toute façon il s'en fout un peu, vu que le théorème de Birkhoff suffit pour décrire le champ à l'intérieur (si c'est à symétrie sphérique, quoiqu'il arrive à l'intérieur toujours en respectant la symétrie sphérique, à l'extérieur, il n'y a aucun impact).

[Albuquerque]

Le trou noir est une région, pas un objet. Si la matière s'y accumule en singularité centrale ponctuelle, c'est là l'  "objet". 

[bufab74]

Sympa la question !

On se pose la même avec un ami...

La singularité étant ponctuelle, elle ne peut pas contenir toute la masse du trou noir. Cette singularité est topologique et n'est pas, je crois, affectée d'une masse.

Ce qui me perturbe est effectivement le rayon de Schwarzchild. Celui-ci ne délimite pas la matière mais une limite gravitationnelle. Et là, je ne pige plus rien !

Où est la matière ? 

 

Modifié 15 janvier 2019 par bufab74

[Daniel Rosier]

Il y a 2 heures, bufab74 a dit :

 

 

 

Certains scientifiques émettent l'hypothèse selon laquelle un trou noir n'aurait pas une densité infinie.

(Un peu comme pour le Big Bang):

 

Lorsque l'étoile s'effondre en trou noir, la matière atteint une densité limite (énorme), la limite de Planck, et forme une étoile de Planck. Après quoi la matière rebondit sur ce noyau hyperdense et explose. Peut-être les sursauts gamma seraient une manifestation de ce phénomène. 

Une interview de Barreau à ce sujet :

 

https://www.futura-sciences.com/sciences/videos/interview-quest-ce-quune-etoile-planck-660/

Modifié 15 janvier 2019 par Daniel Rosier
Mal compris la question du dernier intervenant

[Albuquerque]

Attention à tout ce langage ambigu. Parler de la densité d'un TN est abusif puisque toute la masse est au centre. Cette collection centrale aurait la densité de Planck (article Wikipédia) de 5 x 10^96 kg/m3. 

Evidemment le centre alors n'est pas gros puisque le masse de l'univers observable (article Wk) de 2,8 x 10^54 kg tiendrait dans une boule de 10^-14 mètre de diamètre, dix fois celui d'un proton. 

(on oublie l'idée de singularité)

[Egill]

Citation

 

Lorsque l'étoile s'effondre en trou noir, la matière atteint une densité limite (énorme), la limite de Planck, et forme une étoile de Planck. Après quoi la matière rebondit sur ce noyau hyperdense et explose. Peut-être les sursauts gamma seraient une manifestation de ce phénomène. 

Une interview de Barreau à ce sujet :

 

 

Je ne peux pas écouter la video là, mais je crois l'avoir déjà vue. Et si c'est bien elle, attention, A Barrau parle de la théorie des étoiles en rebond (qui connaissent une phase de contraction jusqu'à atteindre une densité maximum hypothétique (dans le cadre de la théorie de la gravité quantique à boucles) et qui connaîtraient ensuite une phase d'expansion (mais au bout d'un temps extrêmement long).

 

Mais c'est une théorie aujourd'hui spéculative dans le cadre de la théorie de la gravité quantique à boucle.

 

Quand on parle de densité d'un tn, il me semble qu'on parle plutôt de la densité que la masse qui en est à l'origine doit atteindre pour qu'elle s'effondre en tn. 

 

Sachant que plus un tn est massif, moins la densité de la masse qui en est à l'origine est importante (puisque plus il y a de masse, moins elle "doit" se contracter pour s'effondrer en trou noir).

 

[Sobiesky]

Merci à tous pour ces précisions.

La question que je me pose sous-jacente à tout cela est de savoir si il y a de la matière entre l'horizon du trou noir et son centre.

Pour aller de l'horizon vers le centre, la matière doit mettre un certain temps, fonction de sa vitesse et de la distance à parcourir...mais vu que l'on est  à l’intérieur d'un trou noir,

de quel temps parle-t-on alors.

Si j'ai bien compris, pour un observateur extérieur, le temps au niveau de l'horizon ( et dans le trou noir aussi si il pouvait y voir quelquechose? ?) semble se figer.

Donc la matière avant d'arriver au centre du trou noir doit mettre un temps (pour l'observateur extérieur) très long sinon infini ...?

Donc de la matière devrait bien se trouver continuellement "en transit" entre l'horizon et le centre...

Tout cela bien sur si le temps dans le trou noir à un rapport avec le temps de son horizon ...

Pla coumplicat aquo !🙄

[Daniel Rosier]

il y a 43 minutes, Sobiesky a dit :

Merci à tous pour ces précisions.

La question que je me pose sous-jacente à tout cela est de savoir si il y a de la matière entre l'horizon du trou noir et son centre.

 

il y a 43 minutes, Sobiesky a dit :

Donc de la matière devrait bien se trouver continuellement "en transit" entre l'horizon et le centre...

 

Le mieux c'est d'y aller 😉 pour confirmer. Qui se propose ? 😁

 

Il y a 2 heures, Egill a dit :

Et si c'est bien elle, attention, A Barrau parle de la théorie des étoiles en rebond (qui connaissent une phase de contraction jusqu'à atteindre une densité maximum hypothétique (dans le cadre de la théorie de la gravité quantique à boucles) et qui connaîtraient ensuite une phase d'expansion (mais au bout d'un temps extrêmement long).

 

Tout à fait. Mais il s'agit bien d'une tentative d'explication quantique sur ce que serait un trou noir. 😉

[Lolo]

Il y a 9 heures, Daniel Rosier a dit :

Le mieux c'est d'y aller 😉 pour confirmer. Qui se propose ? 😁

Pour que tout le monde en ait la confirmation, il va falloir que tout le monde y aille. 😀

[Daniel Rosier]

Il y a 11 heures, Lolo a dit :

Pour que tout le monde en ait la confirmation, il va falloir que tout le monde y aille. 😀

😁

L'expérience de pensée me suffit. 

[geparent]

Bonjour

  Je cite (toujours pour ne pas dire de bêtises!!) D.ELBAZ :

"Contrairement aux idées reçues tous les trous noirs ne représentent pas un danger pour l’homme

la densité de matière à l'intérieur d'un trou noir galactique vaut précisément la densité de l'eau!"

"la densité d'un trou noir diminuant avec sa taille on entre donc dans un trou noir comme dans un moulin mais on n'en ressort pas :on finit broyé par la singularité centrale"

"La raison pour laquelle rien n’arriverait au peuple d'une planète passant l'horizon du trou noir vient de la taille gigantesque de l'astre noir

en comparaison avec celle de la planète et de ses habitants."

"tout porte à croire que l'horizon   d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie ressemble à une frontière virtuelle,comme celle qui sépare la France de la Suisse"

"A la recherche de l'univers invisible"  David Elbaz

Gérard

 

 

[julon2000]

Le 16/01/2019 à 13:41, Sobiesky a dit :

Tout cela bien sur si le temps dans le trou noir à un rapport avec le temps de son horizon ...

Si je me souviens bien de mon cours de RG, passé l'horizon le temps se comporte bizarrement, comme si les coordonnées radiales et temporelles s'échangeaient : le rayon (soit la distance entre l'objet et le centre du trou noir) ne peut que varier dans une direction (il diminue), alors que le temps peut varier positivement ou négativement. Après, je ne sais pas si c'est un artefact du système de coordonnées (ça arrive) ou un vrai comportement physique.