L'evaporation des trous noirs

[LeDébutant]

Bonjour à tous, aujourd'hui je voudrais partager avec vous le phénomène de l'evaporation des trous noirs. 

 

Au debut les scientifiques pensaient qu'un trou noir était immortel, et qu'il pourrait "survivre" à l'expansion de l'univers. 

Théorie de l'expansion cosmique infini, par laquelle l'energie noir engendrerai une expansion accélérée jusqu'à la vitesse de la lumiere, poussant à la désintégration de la matière. 

Certaines theories prennent en compte que l'expansion ne desintegrera pas la matière, et c'est là que le phénomène d'évaporation des trous noirs devient intéressant.

 

Dans l'univers, se forment des couple particule-antiparticule (une antiparticule étant une particule avec une charge opposé, la même particule à laquelle elle est associée ; par exemple, l'antiparticule d'un electron, negatif, sera positive ; et se mettra en couple avec un electron) et ces couples se crée et se détruisent mutuellement (le couple se detruit quand les deux particules se "touche").

 

Quand un couple se crée au abord d'un trou noir, ils arrivent qu'un de ses composants soit aspiré par le trou noir, et l'autre éjecté dans l'espace.  Ce phénomène est dit "rayonnement de Hawking". Du coup, plein de particules sont éjectées du trou noir, et il se retrouve avec plus rien à boulotter. Il s'evapore donc lentement.

 

Si vous avez des questions, allez-y  (bien qu'il y aura peut-être des questions (si il y en a...) auquel je ne saurais pas repondre).

 

source : YouTube, 50 clés pour comprendre la physique quantique, physique quantique, Hawking.

 

p.s. : mon nom est ledebutant, mais je veux dire en astronomie amateur, je m'interesse depuis plus longtemps à l'astrophysique et ses variantes. Je précise que je suis pas scientifique, juste passioné.

 

Ah j'oubliais : ce sont des théories.

Et il est aussi possible qu'il y ait une erreur, n'ésitez pas à me reprendre et a expliquer vous même ; indiquez juste les sources 😅!

il y a 18 minutes, LeDébutant a dit :

 

 

Modifié 30 octobre 2021 par LeDébutant

[Alain_G]

Je rajoute, ce phénomène d'évaporation des trous noirs est d'autant plus rapide que le trou noir est petit.

Ainsi, il n'y aurait plus de trous noirs primordiaux car tous évaporés, ces trous noirs hypothétiques ayant une très faible masse.

Au contraire, les trous noirs supermassifs mettraient un temps quasi infini à s'évaporer.

[LeDébutant]

Bien vu !

[Denis Udrea]

Bonjour,

J'avoue que j'ai toujours un peu de mal à appréhender ce phénomène. Il doit me manquer quelques notions précises en mac quantique.

Je m'explique :

Il y a création spontanée d'une paire particule anti particule. Ok je comprends. Disons pour fixer les idées un proton et anti proton.

Plusieurs scenarii me viennent à l'esprit :

 

1) le proton rentre dans le TN l'anti proton reste à l'extérieur :

                    Il y a donc un proton de plus à l'intérieur du TN donc sa masse augmente à moins que ce proton ne se désintègre avec un antiproton dans ce cas la masse reste constante avec production d'énergie. A l'exterieur du TN reste un anti proton qui sera rapidement neutralisé avec dégagement d'énergie.

 

2) l'antiproton tombe dans le TN et le proton reste à l'extérieur :

L'antiproton du TN se neutralise avec un proton à l'intérieur (pour peu qu'il en existe encore !) avec production d'énergie. La masse du TN décroit mais il y a augmentation correspondante de l'énergie. Donc bilan nul. Et bien sûr il reste un proton extérieur.

 

Tout ceci n'est pas clair dans ma tête et je ne vois pas comment cela peut conduire à l'évaporation du TN a part peut être le deuxième scénario et encore puisque il y a toujours création d'énergie à l'intérieur du TN

 

[solfra]

 

Ça devrait bien t'aider à mieux voir le concept

[LeDébutant]

Merci d'avoir mis la vidéo !

[Messier31]

Bonjour,

Je pense que ton raisonnement n'est pas tout à fait exact ....

Lors de la création de la paire particule / anti particule, la particule qui passe l'horizon du trou noir vas s’annihiler avec une particule à l'intérieur du trou noir, faisant maigrir le trou noir d'une particule.

Et ainsi de suite au fur et à mesure du temps, le trou noir perds ainsi de la matière.

C'est comme ça que j'ai compris la théorie.

[LeDébutant]

Oui, c'est possible, et c'est plus clair. Mais que veut tu dire en écrivant "trou noir d'une particule" ? Le trou noir ?

 

Mais je comprend, la particule (ou l'antiparticule) va cherchez et s'annihiler avec une particule du trou noir. C'est comme si la réserve s'épuisait.

 

Merci d'avoir écrit et de m'avoir corrigé !

 

 

Modifié 31 octobre 2021 par LeDébutant

[Dodgson]

Pour solfra :

 

 

Merci pour votre cours sur Hawking et les trous noirs. J’ai été particulièrement intéressé par le passage qui commence au temps 15 minutes 27 secondes. C’est la première fois que je vois des astrophysiciens s’intéresser à l’intrication quantique à une échelle pour le moins astronomique, disons même cosmologique.

 

Dès 2003 des physiciens avaient proposé de faire des expériences d’intrication quantique « à la Alain Aspect » entre Mars et la Terre. Rappel : l’expérience d’Alain Aspect, achevée en 1982, se déroulait sur une longueur de 13 mètres…

Les Chinois proposent maintenant une expérience se déroulant entre la Lune et la Terre. Voir La Recherche, n°531, janvier 2018, interview de Jian-Wei Pan par Denis Delbecq :

 Nous envisageons de placer un détecteur quantique sur le futur atterrisseur lunaire chinois, d’ici dix à quinze ans, annonce Jian-Wei Pan. Nous concevons un appareil qui sera placé entre la Terre et la Lune, et leur enverra des particules intriquées. Comme la distance entre eux est supérieure à une seconde-lumière, et grâce à notre savoir-faire, nous espérons combler les deux dernières failles de la non localité. » La vérification de la non localité suppose de choisir les mesures à l’aide de générateurs de nombres parfaitement aléatoires. Le dernier biais possible est appelé « faille du chat », qui repose sur l’expérience de pensée de Schrödinger : enfermé dans une boîte, un chat peut être « vivant », « mort » ou « vivant et mort », en vertu de la superposition quantique. Le résultat n’est connu qu’une fois la boîte ouverte, et le temps –par exemple 0,1 seconde – que le cerveau du physicien ait interprété la scène. Si les photons intriqués d’une expérience sont trop proches, cette expérience permet, en théorie que le cerveau soit influencé.

Cette expérience pourrait avoir lieu, d’après Pan, d’ici 10 à 15 ans.

Quant à l’expérience proposée en 2003, voici la référence :

Kaltenbaek, R., Aspelmeyer,M., Jennewein, Th., et al : Proof-of-Concept for Quantum Physics in Space, SPIE Proceedings on Quantum Communications and Quantum Imaging (2003).

Bien sûr cette expérience ne pourrait pas être réalisée d’ici 10 à 15 ans…

Modifié 1 novembre 2021 par Dodgson
horrible faute d'orthographe

[LeDébutant]

Content que ça t'interesse meme si c'est pas moi qui est posté la video. J'en mettrai dans mes prochains sujets/articles/exposés.

 

Je te conseille de regarder science clic, c'est vraiment intéressant. Les video sur le modele standard et l'antimatiete sont tres intéressantes

[Denis Udrea]

Il y a 22 heures, françoisP a dit :

Bonjour François

Je pense que ton raisonnement n'est pas tout à fait exact ....

Lors de la création de la paire particule / anti particule, la particule qui passe l'horizon du trou noir vas s’annihiler avec une particule à l'intérieur du trou noir, faisant maigrir le trou noir d'une particule.

Et ainsi de suite au fur et à mesure du temps, le trou noir perds ainsi de la matière.

C'est comme ça que j'ai compris la théorie.

Bonjour François

Ce n'est pas si simple dans mon esprit. Au départ je raisonnais comme toi, puis j'ai commencé à vouloir affiner : La particule ne peut s'annihiler qu'avec une antiparticule. Ce qui veut dire qu'il existe déjà à l'intérieur des antiparticules qui s'annihileraient avec des particules existant déjà aussi à l'intérieur.

Et comme à la frontière du TN il se crée autant de particule que d'anti particule cela voudrait dire qu'à l'intérieur il y a autant de particules que d'antiparticules ce qui m'étonne fort cela voudrait dire que les TN sont des réserves matières/antimatières à part égale.

Je vais creuser un peu la vidéo de Solfa qui me semble aller plus loin dans les mécanismes profonds en utilisant les effets relativistes plus poussés que le simple mécanisme d'annihilation un pour un que tu évoques.

Merci en tout cas

 

[Denis Udrea]

Le 31/10/2021 à 09:07, solfra a dit :

 

Ça devrait bien t'aider à mieux voir le concept

C'est mieux en effet merci. C'est bien plus rigoureux que l'image simpliste que j'avais au début : celles de paires se formant à l'horizon avec une seule particule qui "tombe" à l'intérieur du trou.