Questions sur la densité des trous noirs.

Bart Simpson · 17 mars

Bonjour,

Avant de poser mes quelques questions, il me faut vous préciser ma démarche:
Je travail sur un projet de "vulgarisation de vulgarisation scientifique".
Euh c'est à dire? 🤔
Les vulgarisateurs scientifiques sont de véritables scientifiques, avec de solides études et des grosses connaissances. Ce sont des chercheurs par exemple, qui ont le talent pour expliquer simplement leurs connaissances au grand public et partager avec celui-ci leurs connaissances de manière épurée. (je citerais par exemple: David Elbaz, Christophe Galfard, Jean Pierre Luminet, Aurélien Barrau, etc... et bien sur Hubert Reeves).
Moi je suis un amateur, quelqu'un de passionné, mais dont les connaissances sont seulement nourries par les conférences et le livres des vulgarisateurs.
En "vulgarisant" la "vulgarisation", je met en scène tout ce que j'ai apris. Concrètement, je rédige un roman de science fiction qui nous fait voyager dans l'univers et nous relate les plus grandes notions que m'ont enseignées les vulgarisateurs. Le véritable but du roman, est de mettre ces connaissances à la portée des gens qui ne s'intéressent pas du tout à l'astronomie, soutenues par un scénario de science fiction. Le scénario n'est là véritablement qu'à titre de fil conducteur pour vous emmener dans un voyage au milieu des étoiles, et pas pour faire des combats au sabre laser .
Et pour cela, il me faut scrupuleusement vérifier tout ce que j'écris, pour ne surtout pas raconter de choses erronées, parce que je par exemple je les aurais mal comprises.

Voici mes questions sur les trous noirs:
j'ai retenu que les trous noirs sont des zones de l'univers où la matière se comprime presque à l'infini pour devenir extrêmement dense.
Et pour se le représenter mentalement: si on comprime la terre entière de la même manière qu'un trou noir est comprimé (c'est à dire pour atteindre une densité équivalente), alors elle prendrait la taille d'une orange ( ça donne une densité d'environ 3x10²⁴ g/cm³ ). C'est une image qui parle très bien. Ainsi, lorsque j'imagine un trou noir, j'imagine une grosse sphère noire (il en existe de plusieurs tailles très variables) qui serait remplie d'oranges noires dont chacune aurait la masse de la terre entière.

- Problème 1:
Seulement voilà, en écoutant je ne sais plus quel conférencier, j'ai compris que les trous noirs n'ont pas tous cette densité gigantesque. Surtout les plus gros (TN super-massif et TN hyper-massifs).
La densité pourrait être même plus faible que celle de l'eau, soit monis que 1g/cm³.
Je vais prendre l'exemple bien précis du Quasar OJ-287, car je le visite dans mon roman, et dont voici la présentation sur Wikipédia:
https://fr.wikipedia.org/wiki/OJ_287
OJ-287 est en fait constitué d'un couple de 2 trous noirs. Le plus petit a une masse de 100 millions de soleils, et le plus gros une masse de 18 milliards de soleils (c'est donc un TN "Hyper-massif").
Intéressons nous au plus gros: pour m'en faire une image mentale, j'ai imaginé une sphère plus grande que le système solaire (j'ai calculé la taille de ce TN qui dépasse largement l'orbite de pluton, mais je reviendrais plus loin sur ce calcul) qui serait donc remplie d'orange noires toutes aussi massives que la terre. Ça fait quand même un sacré monstre!
Mais cette représentation monstrueuse est-elle bien juste? Puisque les TN hyper-massif peuvent avoir finalement une densité plus faible que l'eau...
Comment connaitre approximativement la densité de OJ-287?

Je ne comprend pas pourquoi les "petits" trous noirs auraient une densité folle comme "la terre comprimée dans une orange" et les trous noir géant auraient une densité très faible. Leur énorme masse devrait au contraire les faire s'effondrer sur eux même et se comprimer davantage...

- Problème 2:
Venons en à la taille de OJ-287 (je parle toujours du plus gros TN du couple).
Sa masse est de 18x10⁹ masses solaire.

J'applique la formule que mentionne Jean Pierre Luminet pour calculer la taille d'un TN:
Rayon du TN (en km) = 3 x Masse du TN (unité en masse solaire)
Donc:
Rayon de OJ-287 = 3 x 18x10⁹ = 54x10⁹ km
OJ-287 est une sphère de ce rayon.
Oui mais nous avons là le calcul d'un volume d'après une masse donnée. Ce calcul me semble être établie directement en rapport avec une "densité".
Si les TN on tous une densité similaire, alors la formule de Jean Pierre Luminet tient la route. Mais si la densité des TN varie de 1g/cm³à 3x10²⁴ g/cm³ la formule n'a plus aucun sens!! Ou bien?

Modifié 18 mars par Bart Simpson

Flogus · 17 mars

Ne pas confondre l'horizon des évènements (qui peut être TRES grand, et donc englober un volume TRES TRES grand, et donc une densité moyenne) et la taille du trou noir effectif (de taille ponctuelle, littéralement sans dimension, ou "infiniment petit",et là, ça donne une densité infinie).

Les trous noirs supermassifs sont plus lourds, mais aussi plus "gros" (au sens horizon des évènements) que les trous noirs stellaires. Les plus lourds sont donc aussi les moins denses.

Modifié 17 mars par Flogus

Ygogo · 17 mars

Une remarque en passant :

19 milliards, c'est 19*10^9

et non pas 19*10^19

DarkSyde · 17 mars

Comme le dit Flogus, on parle de densité moyenne qui n'a aucune réalité physique, ou concrète si tu préfères.

L'horizon des événements n'est pas un "mur solide", c'est une surface "virtuelle" dont rien ne peut sortir, sauf le rayonnement de Hawking (évaporation des trous noirs). Ce qui se passe derrière est un mystère...

Toute la masse concentrée en un point, c'est la singularité d'espace-temps de la Relativité Générale.

Mais la physique quantique l'interdit par le principe d'indétermination: en gros des particules ne peuvent être au même endroit dans le même état. Sauf les bosons qui adoptent un comportement collectif.

Dans les naines blanches, les électrons résistent par pression quantique à l'effondrement gravitationnel jusqu'à la masse Chandrasekhar (~1,4Msolaire). Jusqu'à 2-3Msolaire, les neutrons dans les étoiles éponymes puis le plasma quarks-gluons dans les étoiles étranges prennent le relais. Au-delà l'effondrement se poursuit, l'horizon des événements "se forme", la matière disparaît en s'écroulant derrière. Comme l'exprime Aurélien Barrau, "L'espace-temps se casse la gueule!". Et ensuite...

On rentre dans le champ des conjectures, des hypothèses, des théories qui balbutient la Physique qui nous est inconnue. On peut s'accorder à penser que quelque chose va finir par résister et empêcher la densité de devenir infinie en un point, la fatidique singularité centrale. Mais quoi?

Là tu peux imaginer ce que tu veux. Je te propose (tu penseras à moi pour les droits d'auteurs) ceci:

un noyau bouillonnant d'écume quantique de particules matière-espace-temps de très ... très ... hautes énergies

un agrégat d'oscillateurs quantiques de boucles de Feynman en superposition d'état qui vibrent à l'unisson à des fréquences inimaginables

des fluctuations quantiques si énormes qu'elles arrivent par effet tunnel à ressortir, participant aussi au rayonnement de Hawking, voire à créer des bébés-univers dans leur propre espace-temps

...

Bref des trucs qui ont une énergie folle, tout n'est plus que de l'énergie à l' "état pur", toutes les intéractions fondamentales ont fusionné dans une soupe primordiale qui nous ramène à un instant du Big Bang par des trous de ver ou ponts ER=EPR...

...

..

.

Modifié 18 mars par DarkSyde
Changement "créant" en "participant"

GeoffreyJoe · 18 mars

Le 17/03/2025 à 20:38, DarkSyde a dit :

des fluctuations quantiques si énormes qu'elles arrivent par effet tunnel à ressortir, créant ainsi le rayonnement de Hawking

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de ce que j'ai compris du rayonnement de Hawking, c'est un phénomène vraiment lié à la frontière de l'horizon des événements par fluctuations quantiques du vide. Les paires de particules virtuelles apparaissent aussi proches que possible de l'horizon et l'une des deux s'annihile avec une anti-particule virtuelle voisine. Ce n'est donc pas un phénomène qui vient de la singularité.

'Bruno · 18 mars

Ce qui compte, pour qu'un astre soit un trou noir, ce n'est pas sa densité (masse divisée par volume) mais sa compacité (qui dépend aussi de la masse et du volume, mais je ne me souviens plus comment − genre m²/V ou le contraire...). C'est pour ça qu'il peut exister des trous noirs de toutes densités. Si on écrit le paramètre gravitationnel en fonction de la densité, on doit pouvoir trouver une relation entre la densité et le volume (ou entre la densité et la masse), montrant que plus un trou noir est gros et massif, moins il a besoin d'être dense, quelque chose comme ça.

----------

Après vérification, je crois que la compacité est proportionnelle à m/R, donc à m^3/V = m² D (m = masse, r = rayon, V = volume, D = densité). Donc la densité croît en 1/m² : plus le trou noir est massif, moins il est dense.

Bart Simpson · 18 mars

Le 17/03/2025 à 19:40, Ygogo a dit :

Une remarque en passant :

19 milliards, c'est 19*10^9

et non pas 19*10^19

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Oui autant pour moi. C'est une erreur de frappe en recopiant mes calculs.
J'ai corrigé sur le message d'origine.

Modifié 18 mars par Bart Simpson

Bart Simpson · 18 mars

Le 17/03/2025 à 18:55, Flogus a dit :

Ne pas confondre l'horizon des évènements (qui peut être TRES grand, et donc englober un volume TRES TRES grand, et donc une densité moyenne) et la taille du trou noir effectif (de taille ponctuelle, littéralement sans dimension, ou "infiniment petit",et là, ça donne une densité infinie).

Les trous noirs supermassifs sont plus lourds, mais aussi plus "gros" (au sens horizon des évènements) que les trous noirs stellaires. Les plus lourds sont donc aussi les moins denses.

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D'après Flogus, voici comment je comprend un TN, de manière très schématique :

Il s'agit d'une sphère, qui peut avoir des tailles différentes, très petites ou très grandes.

Cette sphère correspond à l'horizon des événement. C'est à dire la frontière à partir de laquelle la lumière ne peut plus sortir.
Et au centre de cette sphère, il y a un point (sans dimension) qui contient toute la masse du TN.
En ce point, la densité est infinie (ou presque, on ne sait pas exactement) et c'est surtout ce point qui donne la masse du TN.
Entre ce point et la surface de l'horizon des événements, la matière (ou bien les « particules ») peuvent être reparties avec différentes densités possibles selon la taille du TN. Ou bien pour être plus précis : « on se sait pas exactement comment ça se passe, et cela reste un mystère ».

Donc, parler de la densité d'un TN, ailleurs qu'en sont point centrale, c'est parler de ce qu'on ne sait pas, et dire que la densité peut être celle de l'eau est quelque chose d'assez risqué.

Le 17/03/2025 à 20:38, DarkSyde a dit :

Comme le dit Flogus, on parle de densité moyenne qui n'a aucune réalité physique, ou concrète si tu préfères.

L'horizon des événements n'est pas un "mur solide", c'est une surface "virtuelle" dont rien ne peut sortir, sauf le rayonnement de Hawking (évaporation des trous noirs). Ce qui se passe derrière est un mystère...

Toute la masse concentrée en un point

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Darkside confirme la manière dont je comprend le TN :

Il y a l'horizon des événements, qui est une sphère d'une certaine taille, et il y a un point centrale qui concentre toute la masse.
Dire qu'il y a une répartition de matière avec une densité entre la sphère et le point est une chose une chose fausse, ou tout au moins incertaine.
Alors, lorsqu'on parle d'une densité comme celle de l'eau, il ne s'agit que d'une moyenne, en répartissant de manière homogène la masse du point centrale dans tout le volume de la sphère.
Mais en réalité, il est plus juste d'imaginer que toute la masse se situe sur le point du centre, avec une densité infinie, et qu'entre le point et l'horizon il n'y a rien, donc une densité nulle, ou bien « on ne sait pas trop ».

...

Pour en revenir au cas précis du gros TN de OJ-287,

Mon calcul de sa taille (la sphère de l'horizon) est elle juste ?
D'après wikipédia sa masse est de 18x10⁹ masse solaire, j'en déduis (grâce à la formule de J.P. Luminet) une taille de 54x10⁹ km. Ça tient la route ?

...

Je note la description du point central du TN d'après Darkside qui est très jolie (bien que difficile a visualiser :D) :

"Un noyau bouillonnant d'écume quantique de particules matière-espace-temps de très ... très ... hautes énergies

un agrégat d'oscillateurs quantiques de boucles de Feynman en superposition d'état qui vibrent à l'unisson à des fréquences inimaginables des fluctuations quantiques si énormes qu'elles arrivent par effet tunnel à ressortir, créant ainsi le rayonnement de Hawking, voire à créer des bébés-univers dans leur propre espace-temps."

Modifié 18 mars par Bart Simpson

MKPanpan · 18 mars

Bonjour,

Un trou noir n'a que très peu de paramètres, le principal d'entre eux étant sa masse (le seul paramètre non nul dans un trou noir de Schwarzschild, le plus simple.)

Son rayon (ou horizon des évènements) n'est qu'une conséquence de cette masse, avec sa formule : R = 2 G M / c².

2, G et c étant des constantes, R est proportionnel à M.

Un calcul simple montre que la densité d'un trou noir (ou sa masse volumique) suit une loi du carré inverse :

- si la masse double, la densité est divisée par 4

- si la masse triple, la densité est divisée par 9

- si la masse est multipliée par n, la densité est divisée par n²

Le rayon de Schwarzschild est la limite à partir de laquelle un corps (une masse) devient un trou noir. Si on comprime le Soleil dans une sphère de 3km de rayon, il deviendra un trou noir. Mais il faudrait une force suffisante pour lutter contre les différentes pressions (électromagnétique, quantique électronique, quantique neutronique.)

Notre trou noir galactique a une masse d'environ 4 millions de masses solaires, donc son rayon de Schwarschild est de 12.000.000 km (soit 17 fois le rayon de notre Soleil.) Tu peux donc calculer la densité de ce trou noir

Citation

D'après wikipédia sa masse est de 18x10⁹ masse solaire, j'en déduis (grâce à la formule de J.P. Luminet) une taille de 54x10⁹ km. Ça tient la route ?

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Oui

Modifié 18 mars par MKPanpan

MKPanpan · 18 mars

Au centre d'un trou noir, il y a une singularité, c'est à dire notamment une rupture de la continuité de l'espace-temps, ce qui n'est pas prévu en Relativité Générale. Cela signifie qu'au niveau de cette singularité, l'espace (comme le temps) n'ait plus de signification, et que par extension les mots volume et densité ne signifient rien (on ne peut pas avoir de densité si on ne peut pas préciser une volume.)

La matière et les particules "enfermées" dans cette singularité sont donc dans un état quantique que l'on ne connait pas.

Il est éventuellement possible qu'il n'y ait pas de discontinuité de l'espace-temps et dans ce cas qu'il soit possible de traverser le trou noir mais sur une période extrêmement longue. Ce n'est pas la théorie la plus admise aujourd'hui.

Quant à la distribution de la matière à l'intérieur de l'horizon, c'est complexe. Si l'on prend un trou noir stellaire en formation, on imagine une sphère qui se condense et devient trou noir lorsque son rayon atteint celui de Schwarzschild comme vu précédemment. La question est ensuite de savoir en combien de temps cette agrégat de matière atteint le "centre" du trou noir, ou sa singularité. En fait, cela peut être extrêmement rapide pour un observateur placé initialement sur cette sphère (et qui survit 🫣)

Mais pour observateur qui resterait à portée suffisante, s'il avait les moyens de voir ce qu'il se passe à l'intérieur, la durée serait infinie.

Donc si on avait les moyens d'observer depuis l'extérieur la répartition de la matière aujourd'hui d'un trou noir stellaire qui aurait commencé sa formation il y a quelques milliards d'années, on observerait probablement une répartition assez homogène, en tout cas similaire à celle d'une étoile.

Par contre si on entrait dans ce même trou noir, il y aurait probablement un point de matière dans un état quantique inconnu dans un volume qui n'existe pas à notre sens (donc on ne verrait rien en fait) et du vide tout autour (au moins dans la zone où l'espace existe toujours, bien que fortement distordu.) Pourrait-on dire alors que sa densité est quasi-nulle 🤯 ?

MKPanpan · 18 mars

Le 18/03/2025 à 05:55, GeoffreyJoe a dit :

Ce n'est donc pas un phénomène qui vient de la singularité.

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Oui et non.

En effet, la création ex-nihilo de paires particule-antiparticule, ce qu'on appelle la fluctuation quantique est possible car la "dette" d'énergie (ou de masse) créée par cette formation est comblée par l'annihilation presque immédiate de cette paire. C'est la conservation de l'énergie.

Toutefois, lorsque la formation d'une paire a lieu au niveau de l'horizon d'un trou noir, il est possible qu'un des membres du couple se retrouve "aspiré" par celui-ci et donc l'autre ne peut plus s'annihiler. On a donc créé une particule (ou une antiparticule) à partir de rien, il y a une dette d'énergie dans l'Univers.

Cette dette doit absolument être comblée, et le trou noir va libérer un peu de son énergie pour combler la dette.

Énergie = matière comme le dit Einstein, donc le trou noir perd en réalité un peu de sa masse. Cela conduit, à long terme, au phénomène de l'évaporation des trous noirs, théorisé par Stephen Hawking qui a donc donné son nom au rayonnement échappé du trou noir, contrevenant au principe même du trou noir.

Je pense qu'il faudra ensuite songer à vulgariser la vulgarisation des propos des vulgarisateurs cités plus haut 😅

Modifié 18 mars par MKPanpan

DarkSyde · 18 mars

Le 18/03/2025 à 05:55, GeoffreyJoe a dit :

de ce que j'ai compris du rayonnement de Hawking, c'est un phénomène vraiment lié à la frontière de l'horizon des événements par fluctuations quantiques du vide

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C'est tout à fait ça. Je me suis un peu emballé. Je corrige "créant" en "participant".

Comme on ne voit rien derrière l'Horizon, est-on sûr que la particule vient de cette zone frontière ? Je me laisse imaginer qu'elle pourrait aussi remonter le puits gravitationnel depuis le "noyau" et parvenir à franchir l'insurmontable. Les deux phénomènes quantiques pourraient être liés voire équivalents, question de point de vue. Évidemment, tout ceci est hautement spéculatif et sans doute faux... Jusqu'à preuve du contraire, et vice et versa...

J'ajouterai qu'un trou noir supermassif est moins "agressif" qu'un de taille stellaire,où les forces de marée sont plus violentes en spaghettification. Les phénomènes de gravité quantique pourraient y être plus marqués. Je pense qu'on aurait à apprendre de pouvoir étudier l'Horizon d'un trou noir léger, qui serait plus "chaud" et émettrait plus de rayonnement de Hawking. Finalement un trou noir serait relativement "froid" thermodynamiquement puisqu'il absorbe plus d'énergie-matière qu'il n'en recrache. Sauf quand il est assez petit pour être plus "chaud" que l'Univers et s'évaporer complètement...

Bart Simpson · 19 mars

Le 18/03/2025 à 12:16, MKPanpan a dit :

Son rayon (ou horizon des évènements) n'est qu'une conséquence de cette masse, avec sa formule : R = 2 G M / c².

2, G et c étant des constantes, R est proportionnel à M.

...

Notre trou noir galactique a une masse d'environ 4 millions de masses solaires, donc son rayon de Schwarschild est de 12.000.000 km (soit 17 fois le rayon de notre Soleil.) Tu peux donc calculer la densité de ce trou noir

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MKPanpan :

je bloque sur la formule que tu donnes pour calculer le rayon d'un TN de Schwarzschild qui n'est pas la même que celle de JP Luminet pour un TN en général (je ne sais pas si c'est lui qui l'a inventée, mais c'est de lui que je l'ai apprise).
Tu donnes : R = 2 G M / c²
Et JP Luminet donne : R = 3 M
Les 2 formules ne correspondent pas, sauf si 2 G / c² = 3, mais ce n'est pas le cas.

Je calcule avec les valeurs suivantes :
G (constante gravitationnelle) = 6,67.10^-11 m³.kg^-1
C (célérité) = 3.10⁵km.s
Masse solaire = 2.10³³g

Si je calcule le rayon de notre trou noir galactique (Sagittarius A) d'une masse de 4.10⁶ soleils avec ta formule ça donne :
R = 2 x 6,67.10^-11 x 4.10⁶/ (3.10⁵)²
= 5,92.10^-15 km
Ça ne marche pas. Il y a quelque chose que je n'ai pas saisie dans ta formule. Un problème d'unité ? Le cas spécifique d'un TN de Schwarzschild ?

Bon, je refais le calcul avec la formule de Luminet :
R = 3 x 4.10⁶
= 12 000 000 km
Ok c'était le résultat attendu.

Je calcul alors sa densité :
V (sagittarius) = 4/3 π (12.10¹⁰)³= 7,238.10³⁹cm³

P (sagittarius) = 8.10³⁹g
Densité (sagittarius) = 1,105 g.cm³
Et là on est tout proche de la densité de l'eau.
C'est juste ?

À présent je calcule la densité de OJ-287 d'après :
- son rayon calculé avec la formule de Luminet : R = 54.10⁹km (soit 54.10¹⁵cm)
- son volume = 6,59.10⁵⁰cm³
- son poids : P = 18.10⁹ soleils (soit 36.10⁴²g)

Je trouve une densité = 5,46.10^-8g.cm³
Là c'est vraiment très très faible. C'est 100 millions de fois moins que celle de l'eau.
Mon calcul est faux ?

Modifié 19 mars par Bart Simpson

'Bruno · 19 mars

Le 19/03/2025 à 11:12, Bart Simpson a dit :

Et JP Luminet donne : R = 3 M

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Impossible : R est une longueur et M est une masse. Je pense que c'est une formule simplifiée, du genre : à condition que R soit exprimé en km et M en masses solaires (et alors quand on calcule les constantes qu'il y a devant, ça donne 3 dans ces unités).

Le 19/03/2025 à 11:12, Bart Simpson a dit :

Si je calcule le rayon de notre trou noir galactique (Sagittarius A) d'une masse de 4.10⁶ soleils avec ta formule ça donne :
R = 2 x 6,67.10^-11 x 4.10⁶/ (3.10⁵)²
= 5,92.10^-15 km

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Le Soleil a une masse de 2.10³⁰ kg. Donc 4.10⁶soleils font 4.10⁶x 2.10³⁰ = 8.10³⁶ kg. Tu as fait une erreur d'une puissance 30...

Attention : quand tu utilises la formule générale, il faut s'en tenir au même système d'unités pour toutes les grandeurs et les constantes. Là tu veux (apparemment) calculer R en km en utilisant M en masses solaires, mais avec G exprimé dans le SI (donc avec mètres, secondes et kilogrammes). Tu mélanges tout ! Soit tu convertis G dans ton système d'unités (kilomètres, secondes, masses solaires), soit (comme tout le monde) tu fais les calculs intermédiaires avec le SI.

Le 19/03/2025 à 11:12, Bart Simpson a dit :

V (sagittarius) = 4/3 π (12.10¹⁰)³= 7,238.10³⁹cm³

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12 000 000 km = 12.10⁶ km = 12.10⁹ m = 12.10¹¹ cm. Vérifie tes calculs ! Je te conseille de faire tous les calculs intermédiaires en SI, ainsi pas besoin de conversions d'unités qui sont autant de risques d'erreur de calcul.

Je n'ai pas vérifié la suite.

MKPanpan · 19 mars

Oui, je n'ai pas précisé les unités, mais la formule est en unités SI, donc R en mètres et M en kg.

La formule exacte que tu cites est R = 3 M_ⵙ, avec R en km (ce qui n'est pas l'unité SI usuelle.)

De plus :

Le 19/03/2025 à 11:12, Bart Simpson a dit :

G (constante gravitationnelle) = 6,67.10^-11 m³.kg^-1
C (célérité) = 3.10⁵km.s
Masse solaire = 2.10³³g

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Tu utilises des kg, des g, des km et des m, forcément, ça ne eut pas fonctionner.

Modifié 19 mars par MKPanpan

'Bruno · 19 mars

Le 17/03/2025 à 17:55, Bart Simpson a dit :

Oui mais nous avons là le calcul d'un volume d'après une masse donnée. Ce calcul me semble être établie directement en rapport avec une "densité".

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En relisant ça, je crois qu'il y a un malentendu. Cette formule lie le rayon à la masse, non pas pour des questions de densité, mais de compacité. Un astre devient un trou noir seulement si sa compacité est très importante. C'est celle calculée par la formule (ou par celle plus générale où tu t'es un peu perdu ) : en gros, je crois que R/M est la compacité et qu'on lui demande d'être >= 2G/c².

Pour OJ 287, je ne sais pas comment sont estimés R et M, mais souvent, M est estimé à partir de la troisième loi de Kepler et R par estimation de la taille apparente et de la distance. On calcule alors le R/M et si c'est plus grand que 2G/c², c'est un trou noir (dont l'horizon est le R qui donne l'égalité).

C'est pourquoi je pense que si tu connais R et M d'un trou noir, y compris avec cette formule, tu peux sans problème calculer le volume et en déduire la densité. Quoique, je me demande si ce calcul ne doit pas tenir compte d'effets relativistes, du genre le volume du point de vue d'une personne intérieure serait infini (à cause des distorsions spatio-temporelles). En fait, la notion de volume pour un trou noir n'a peut-être pas tellement de sens. D'ailleurs pourquoi tu veux calculer la densité ? Je n'en vois pas l'intérêt.

(J'avais relu le premier message parce que figure-toi que j'ai déjà observé OJ 287. Juste une fois, au télescope de 300 mm : ça ressemble à une étoile très faible, ça n'a aucun intérêt sinon la satisfaction de l'avoir vu...)

(Chipotage : tu parles d'un roman, attention aux fautes d'orthographe, c'est OJ 287 sans trait d'union. O = Ohio, J = zone d'ascension droite 9h et 287 = n° de l'astre.)

DarkSyde · 19 mars

JP Luminet n'a sûrement pas invité cette formule. Elle est de Schwarzscild: Rs = 2GM/c^2

Attention aux unités !

Wiki donne une version simplifiée (j'ai pas vérifié)

Rs = M/Mo x 2,9531 km ~3M/Mo

en se ramenant donc aux masses solaires.

Et puis cette de densité ou de masse volumique d'un trou noir n'a pas beaucoup de sens. C'est un calcul sur un objet vu de l'extérieur, sans tenir compte de sa structure interne. Il y a en effet sans doute beaucoup de vide derrière l'horizon avant d'arriver au "noyau" qui concentre toute la masse-énergie, ce qui ne peut pas être quantiquement un point, la singularité centrale de la Relativité Générale, qui atteint là ses limites d'application...

Bart Simpson · Jeudi à 16:25

Le 19/03/2025 à 11:44, 'Bruno a dit :

Le Soleil a une masse de 2.10³⁰ kg. Donc 4.10⁶soleils font 4.10⁶x 2.10³⁰ = 8.10³⁶ kg. Tu as fait une erreur d'une puissance 30...

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Alors là oui, autant pour moi, j'ai omis 10³⁰ dans la masse du soleil. C'est gros comme erreurs !
Je vais fair gaffe !

Concernant la formule de Luminet : « R = 3 M », oui R est exprimé en km et M en masse solaire.
Et j'ai retrouvé cette formule sur internet, par exemple ici :
https://www.qwant.com/?client=ga&q=formule+de+la+taille+d'un+trou+noir&t=web

Bruno et MKPpanpan :

Oui j'ai converti au début de mes calculs les unités avec celles qui m’arrangeaient pour le finale. Car comme j'ai pour élément de comparaison la densité de l'eau 1g.cm³ (ce que l'on se représente très bien) j'ai voulu tout convertir dans ces unités.
Je me rend compte que c'est une très mauvaise idée qui donne lieu a toutes les erreurs possibles pendant les calculs. Il vaut mieux convertir le résultat final si besoin.

Alors je vais reprendre tous ces calculs en prenant les valeurs suivantes, dans le SI, en conservant les bonnes unités.

Je prend pour valeurs :

G (constante gravitationnelle) = 6,67.10^-11m³.kg^-1
c (célérité) = 3.10⁸m/s
M_ⵙ Masse solaire = 2.10³⁰ kg

M(OJ 287) = 18.10⁹ M_ⵙ = 36.10³⁹ kg
M(sagittarius) = 4.10⁶ M_ⵙ = 8.10³⁶ kg
R(sagittarius) = 12.10⁶ km = 12.10⁶m

Et les formules de rayon de TN:
- Scwarzschild : R(tn) = 2 G M / c²(R en mètres, M en kg)
- Luminet : R(tn)= 3 x M (R en km, M = masse du TN en masse solaire M_ⵙ)

Mon but est de calculer le Rayon de OJ 287 (le gros TN du couple) et sa densité.
Je fais les mêmes calculs avec Sagittarius, ce qui me permet de bien comprendre les calculs et de comparer les 2 objets.

POUR SAGITTARIUS :

Avec la formule 2 G M / c²:
R = 2 x 6,67.10^-11 x 8.10³⁶ / (3.10⁸)²
R = 11,85.10⁹ m = 11,85.10⁶km
Ouf !!! Ça correspond à ce qu'on attendait

Avec la formule R = 3 x M :
R = 3 x 4.10⁶
R = 12.10⁶ km = 12.10⁹m
Victoire !!!

J'en déduis le volume de la sphère d'horizon :
V = 7,23.10³⁰ m³
Et sa densité :
D = 8.10³⁶ / 7,23.10³⁰
D = 1,106.10⁶ kg/m³ soit 1106 tonnes/m³
ce qui est 1000 x plus que l'eau

POUR OG 287 :

Avec la formule 2 G M / c^₂ je trouve :
R = 53,36.10⁹ km soit 53,36.10¹²m

Avec la formule R = 3 x M :
R = 54.10⁹km soit 54.10¹²m
Ce qui est cohérent

Son volume :
V = 6,59.10⁴¹ m³

Et sa densité :
D = 36.10³⁹ / 6,59.10⁴¹
D = 0,0546 kg.m³
C'est ce résultat qui me semble faible. Ça équivaut à une densité 20 000 fois mois que celle de l'eau...

COMPARAISONS :
À présent je compare Sagittarius et OJ 287 :
- Le volume :
V(OJ 287) / V(Sagittarius) = 6,59.10⁴¹ / 7,23.10³⁰ = 91.10⁹
OJ 287 est 91 milliards de fois plus gros que Sagitarius ! Extraordinaire !

- La densité :
D(Sagittarius) / D(OJ 287) = 20,25.10⁶
Sagittarius est 20 millions de fois plus dense que OJ 287.
Ces écarts sont hallucinant.
J'ai compris que plus un TN est grand, et moins il est dense, mais ces écarts entre les volumes et les densités sont fous. Je ne me rend pas compte si ces ordres de grandeur sont cohérents, et mes calcul justes.

Bart Simpson · Jeudi à 16:32

Le 19/03/2025 à 14:31, 'Bruno a dit :

En fait, la notion de volume pour un trou noir n'a peut-être pas tellement de sens. D'ailleurs pourquoi tu veux calculer la densité ? Je n'en vois pas l'intérêt.

(J'avais relu le premier message parce que figure-toi que j'ai déjà observé OJ 287. Juste une fois, au télescope de 300 mm : ça ressemble à une étoile très faible, ça n'a aucun intérêt sinon la satisfaction de l'avoir vu...)

Voir davantage

Bruno :
Dans mon roman je présente OJ 287 comme étant un quasar (l'un parmi les plus gros et plus spectaculaires que l'on connaisse). Le but est de définir ce qu'est un « quasar » puis d'en donner un exemple et une description, tout en restant le plus simple possible.
Sur le premier jet de mon roman, j'avais comme image pour un TN : la masse de la terre comprimée dans une orange. Ce qui revient à peu près au soleil comprimé dans une sphère de 3 km de rayon. Et pour moi c'était ça la description simplifiée d'un trou noir : cette densité.
J'ai donc présenté OJ 287 comme une sphère 18 fois plus grande que l'orbite de Pluton, une sphère qui serait remplie « d'oranges noires » chacune aussi massive que la terre.
Mais je me suis rendu compte que cette image est totalement fausse.
Je dois corriger cette partie du roman qui est bidon.
Aussi, je cherche à calculer la taille de OJ 287 pour le présenter au plus juste, et sa densité parce que j'ai besoin de bien comprendre les choses, afin d'en trouver une image simplifié, mais correcte.
Je parle bien pour l'instant d'une « densité moyenne ». (Comme l'explique Darkside « Il y a en effet sans doute beaucoup de vide derrière l'horizon avant d'arriver au "noyau"...)
Surtout que les véritables scientifiques vulgarisateurs parlent eux-même de densité d'un TN hyper-massif proche de celle de l'eau (c'est ça qui a remit en cause l'image que j'avais d'un TN). Cela permet de me représenter un peu mieux les choses et de les comparer entre elle.
Donc pour le moment, je cherche à corriger mes connaissances un peu trop fragiles et mieux comprendre ce qu'est un TN de manière générale, et un TN hyper-massif.

Pour l'instant, je me place du point de vue d'un observateur extérieur au TN pour ne pas tout compliquer en subissant les distorsions spatio-temporelles. Même s'il est intéressant ensuite de franchir la frontière de l'horizon et de d'observer les choses avec cet autre point de vue. Mais pour l'instant, je reste au dehors

"La satisfaction d'avoir vu OJ 287", c'est déjà superbe :). Avec mon télescope de diamètre 114mm je ne pense pas que j'aurais cette joie, alors pour l'instant je l'imagine .

L'orthographe ce n'est pas mon point fort, et je me fait corriger au finale. Je note « OJ 287 » sans tiret

Modifié Jeudi à 16:45 par Bart Simpson

DarkSyde · Jeudi à 17:00

Après Tintin et les oranges bleues

Bart et les "oranges noires" !

L'image est sympathique, toute la masse de la Terre derrière la surface d'une sphère obscure qui "tient dans la main" !

Je vais relire tout ça et vérifier tes calculs dès que j'aurai le temps (je suis prof de maths-physique-chimie...).

'Bruno · Jeudi à 18:53

Un trou noir est défini par sa compacité : R/M. En utilisant les données que tu as calculées :

M/R (Sagittarius) = 1.5 × 10^27

M/R (OJ 287) = 1.5 × 10^27

Erratum : c'est R/M et 10^-27 je crois. Voir message de Bart plus bas.

C'est bon signe ! De plus, le trou noir d'OJ 287 est 4500 fois plus grand (en rayon) que le notre, et idem en masse.

Comme le volume est proportionnel à R^3, on doit avoir :

D(Sgr)/D(OJ) = M(Sgr) * V(OJ) / V(Sgr) * M(OJ) = M(Sgr) * R^3(OJ) / R^3(Sgr) * M(OJ) = ( R(OJ)/R(Sgr) )^3 / ( M(OJ)/M(Sgr) )

= 4500^3 / 4500 = 45002 = 20 millions [désolé, l'éditeur est buggé et refuse la formule correctement écrite]

(D'ailleurs c'est une propriété générale : si un trou noir est x fois plus massif (ou x fois plus grand en rayon), sa densité sera x² fois moins grande.)

Bref, je pense que tu as les bonnes valeurs.

MKPanpan · Jeudi à 20:13

Le calcul semble bon.

Après en effet, quand on parle de densité des trous noirs, c'est surtout pour l'aspect didactique, de comprendre, comme tu l'as justement vu avec tes calculs, que ce n'est pas la densité d'un objet qui en fait un trou noir, mais bien seulement sa masse.

Au final, peu importe ce qu'il y a dedans, puisqu'on ne peut rien en tirer. Par contre, on peut observer et conjecturer sur ce qu'il se passe à l'extérieur de celui-ci, et cela ne dépendra que de sa masse (et aussi de son moment cinétique,) mais pas de sa taille ou de son volume.

Bart Simpson · Samedi à 15:35

Le 20/03/2025 à 18:53, 'Bruno a dit :

Un trou noir est défini par sa compacité : R/M. En utilisant les données que tu as calculées :

M/R (Sagittarius) = 1.5 × 10^27

M/R (OJ 287) = 1.5 × 10^27

Voir davantage

Bruno:

Je pense qu'il y a des fautes de frappe dans cette réponse :

Ne voulais tu pas plutôt écrire :
Compacité (Sagittarius) = R/M (et non pas M/R)
et le résultat est 1,5 x 10^-27 (et non pas 1,5 x 10²⁷)

De même :
Compacité(OJ 287) R/M = 1,5 x 10^-27
C'est bien ça ? Sinon je n'ai rien compris à ce calcul de compacité...
La bonne formule de la compacité c'est R/M ou l'inverse?

Je vous remercie pour avoir confirmé mes calculs et pour votre intérêt.
Je comprend mieux la différence entre « densité » et « compacité » à présent.
Bon week end:)

'Bruno · Samedi à 15:40

Argh, j'ai corrigé dans le mauvais sens ! (Quand je me suis aperçu de ma faute de frappe, j'ai remplacé ce qu'il y avait à gauche au lieu de ce qu'il y avait à droite.)

Bref : tu as tout à fait raison. Du coup, désormais c'est toi qui vérifieras nos calculs

Bart Simpson · Lundi à 16:12

Donc si j'ai bien suivi, la « densité » d'un TN est variable d'un TN à un autre, elle peut être très forte ou très faible, mais sa « compacité » est une constante qui sera la même pour tous les trous noirs.

D'ailleurs, si je calcul la compacité d'un TN à partir de son rayon, d'après les 2 formules suivantes :
- R(en km) = 3 X M (en masse solaire)
- Compactité = R(en m) / M (en kg)

(le calcul est assez fastidieux car la 1ère formule n'est pas en unité SI, il faut tout convertir) je trouve bien une valeur constante:
Compacité = 1,5 x 10^-27 m/kg

…

Maintenant j'ai toutes ces données sur OJ 237 :
- Sa masse = 36.10³⁹kg
- Son rayon = 54.10⁹km
- Sa densité moyenne = 0,0546 kg.m³
- Sa compacité = 1,5 x 10^-27 m/kg

À présent, je vais chercher à me représenter comment la matière est répartie dans à l’intérieur, en prenant en compte le commentaire de MKPanpan.

Le 18/03/2025 à 12:37, MKPanpan a dit :

Quant à la distribution de la matière à l'intérieur de l'horizon, c'est complexe. Si l'on prend un trou noir stellaire en formation, on imagine une sphère qui se condense et devient trou noir lorsque son rayon atteint celui de Schwarzschild comme vu précédemment. La question est ensuite de savoir en combien de temps cette agrégat de matière atteint le "centre" du trou noir, ou sa singularité. En fait, cela peut être extrêmement rapide pour un observateur placé initialement sur cette sphère (et qui survit 🫣)

Mais pour observateur qui resterait à portée suffisante, s'il avait les moyens de voir ce qu'il se passe à l'intérieur, la durée serait infinie.

Donc si on avait les moyens d'observer depuis l'extérieur la répartition de la matière aujourd'hui d'un trou noir stellaire qui aurait commencé sa formation il y a quelques milliards d'années, on observerait probablement une répartition assez homogène, en tout cas similaire à celle d'une étoile.

Par contre si on entrait dans ce même trou noir, il y aurait probablement un point de matière dans un état quantique inconnu dans un volume qui n'existe pas à notre sens (donc on ne verrait rien en fait) et du vide tout autour (au moins dans la zone où l'espace existe toujours, bien que fortement distordu.)

Voir davantage

L'image que j'ai actuellement d'un TN est une sphère + ou – grosse (c'est l'horizon des événements) avec un point au centre qui contient toute la masse du TN concentrée. Un point qui n'a pas de dimension, sinon infiniment petite, c'est un point mathématique. Et entre la sphère d'horizon et le point : du vide distordu.
Mais cela dépend surtout du point de vu de l'observateur.

Prenons comme exemple le soleil, comprimons le pour qu'il prennent un rayon de 3km. Alors il devient un TN. Mais un TN « stellaire » (je pense que c'est aussi un TN de Scwarzschild, le plus simple des TN), « l'espace temps se casse la gueule » à l''intérieur, et toute la matière comprimée dans le rayon de 3Km s'effondre et se dirige sur le point central.
Mais pour cet effondrement, il faut un certain temps.
Donc selon les points d'observations :

CAS N°1 : L'observateur est depuis le début de l’expérience dans la sphère de Rayon 3km (le pauvre).
L’effondrement est presque instantané, et presque immédiat, il observe un point central concentré, et du vide distordu autour jusqu'à la limite de l'horizon. (Passons sur le détail que l'observateur est lui même concentré dans le point, donc en réalité il ne doit plus voir grand chose, on va dire qu'il avait un scaphandre spécial :D).

CAS N°2 : L'observateur est à l’extérieur de la sphère de 3km. Alors de son point de vu le temps s'arrête à partir de l'horizon du TN et jusqu'en son centre. Donc l’effondrement ne se produit jamais. La matière du soleil comprimée commence à peine de se concentrer sur le point central, mais se fige aussitôt. L'action est « en cour », mais sur un temps infini, donc on pourrait presque dire « en pause ».
Aussi la matière reste telle qu'elle était lorsque le soleil à attend ce rayon de 3km : répartie de manière homogène, avec une densité uniforme en tout point.

Comme nous sommes en réalité des observateur de TN stellaires exclusivement placés à l’extérieur des TN, alors de notre point de vu, la matière n'est jamais arrivée au centre, pour aucun TN, et elle est répartie de manière homogène. Alors on peut bien parler de « densité » des TN sans faire d'abus de langage.

Vous me direz peut-être que je confond tout, mais voilà comment je comprend le poste de MKPanpan.

A présent, puis-je appliqué ce raisonnement à un TN Hyper-massif comme OJ 237 ?
J'ignore comment se forment les TN Hyper-massif, mais ce ne sont pas des effondrements d'étoile en fin de vie comme les TN Stellaires.

Toutefois :

- Soit les TN Hyper-massifs ont toujours existé, n'ont pas de « naissance » pas de « début », et alors du point de vu de l’observateur extérieur : toute la matière est déjà comprimée dans le point central, depuis tout le temps. Mais un objet sans commencement, dans un univers qui a lui même un commencement (le big-bang) c'est assez louche comme hypothèse.

- Soit les TN Hyper-massif on une date de naissance, et alors un observateur exterieur se retrouve dans la même situation que le CAS N°2 : la matière n'a pas eu le temps de s’effondrer sur le centre, et le TN est à peu près homogène. Et cela, même si la date de naissance est extrêmement ancienne, vu que le temps s’arrête sur la surface d'horizon des événement . 1 million d'années ou 13,8 milliards d'années, ne ferons pas avancer davantage le schmilblick...

Oula ! Je sens que j'ai encore lancé un pavé dans la marre qui provoque des vagues d'hypothèses fausses

'Bruno · Lundi à 20:19

Ce que tu dis me paraît tout à fait correct, en particulier l'idée essentielle que, du point de vue extérieur, le trou noir n'a pas encore fini de se former. Je ne sais pas comment se forment les trous noirs hypermassifs, mais forcément ils se forment à un moment donné, ce qui suggère la deuxième hypothèse.

Le livre Les trous noirs, de J.-P. Luminet (ou Le destin de l'univers, qui reprend et complète le premier), décrit l'intérieur des trous noirs à l'aide de diagramme d'espace-temps. Je pense que c'est la meilleure façon d'y comprendre quelque chose.

MKPanpan · Lundi à 21:37

Concernant les trous noirs super-massifs, étant donné ce que l'on observe sur les quasars (galaxies anciennes avec naissances stellaires abondantes et trou noir actif,) il me semble que l'on suppose qu'ils se forment par agrégation d'étoiles et de leurs résidus, très tôt après la formation des premières galaxies.

Aujourd'hui, on ne trouve guère de quasar (à notre époque en tout cas,) mais plutôt des galaxies à trou noir central super-massif mais plutôt sombre, ce qui pourrait s'expliquer par le fait que ces trous noirs aient fait le ménage autour d'eux, en ayant absorbé ou expulsé les corps qui en ont croisé l'orbite.

Ce que l'on observerait serait plus compliqué si je poursuis mon raisonnement précédemment cité :

- de l'intérieur, on ne verrait toujours qu'une concentration énorme de matière, et du vide autour.

- depuis l'extérieur, on pourrait percevoir les différents objets s'agglutiner, le temps s'étant arrêté (de ce point de vue) lors de leur franchissement de l'horizon des évènements. Mais à chaque fusion supplémentaire, le rayon de cet horizon augmente, donc comment imaginer les formes que l'on pourrait observer (en partant toujours du principe bien sûr que l'on soit capable d'en observer quelque chose depuis l'extérieur, ce qui n'est pas le cas.)

Toujours est-il que ces réflexions tentent juste de donner une image compréhensible pour notre cerveau, mais n'oublie pas que le principe de base d'un trou noir, comme évoqué ci-dessus, est que l'espace et le temps n'ont plus l'apparence que nous connaissons, donc ces notions de position, de distance, de volume, et de déplacement ne sont que transposées.

Bart Simpson · hier à 11:19

Le 24/03/2025 à 20:19, 'Bruno a dit :

Le livre Les trous noirs, de J.-P. Luminet (ou Le destin de l'univers, qui reprend et complète le premier), décrit l'intérieur des trous noirs à l'aide de diagramme d'espace-temps. Je pense que c'est la meilleure façon d'y comprendre quelque chose.

Voir davantage

Merci pour le conseil. Ça pourrait bien être mon prochain livre à lire.
Pour l'instant je suis sur la lecture de "Seuls dans l'univers" de Jean-Pierre Bibring, qui traite d'un tout autre sujet (la vie extra-terrestre).

Le 24/03/2025 à 21:37, MKPanpan a dit :

Aujourd'hui, on ne trouve guère de quasar (à notre époque en tout cas,) mais plutôt des galaxies à trou noir central super-massif mais plutôt sombre, ce qui pourrait s'expliquer par le fait que ces trous noirs aient fait le ménage autour d'eux, en ayant absorbé ou expulsé les corps qui en ont croisé l'orbite.

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On ne trouve guère de quasars... Que veux tu dire par là?
Pourtant OJ 287 est classé comme "quasar".
Bon d'accord, il se trouve à 3,5 milliards d'AL, donc l'image qu'on observe actuellement date de bien longtemps. Aujourd'hui, peut être que OJ 287 a absorbé tout ce qui orbitait autour de lui (notamment le disque d'accrétion e matière) et qu'il est devenu le centre d'une galaxie.

Le 24/03/2025 à 21:37, MKPanpan a dit :

Toujours est-il que ces réflexions tentent juste de donner une image compréhensible pour notre cerveau, mais n'oublie pas que le principe de base d'un trou noir, comme évoqué ci-dessus, est que l'espace et le temps n'ont plus l'apparence que nous connaissons, donc ces notions de position, de distance, de volume, et de déplacement ne sont que transposées.

Voir davantage

Oui, j'ai bien ça en tête. Tout cela est "schématique". Ce sont des images que l'on se crée car notre cerveau a besoin d'images (même fausse et approximatives).
C'est un peu comme de voir ce volume pour se représenter un hypercube.
Notre cerveau ne peut pas concevoir l'image d'un hypercube en 4 dimension. Par contre, si on le dépliait pour le coller dans nos 3 dimensions (comme on déplie un cube en 3D pour le coller sur feuille en 2D), on devrait voir ça :
(même si cela reste hyper théorique)

Visualiser l'intérieur d'un TN et visualiser cet hypercube déplié me semble être un processus mental similaire.

Modifié hier à 11:23 par Bart Simpson

Bart Simpson · hier à 11:30

J'en profite pour faire une petite parenthèse totalement hors-sujet et vous présenter mon tableau préféré de Dali :
"Dali's Christus Hypercubus".
Le pauvre Christ crucifié sur un hypercube.
Il est fou ce Dali !

Modifié hier à 11:31 par Bart Simpson

MKPanpan · hier à 12:40

Le 25/03/2025 à 11:19, Bart Simpson a dit :

On ne trouve guère de quasars... Que veux tu dire par là?
Pourtant OJ 287 est classé comme "quasar".
Bon d'accord, il se trouve à 3,5 milliards d'AL, donc l'image qu'on observe actuellement date de bien longtemps. Aujourd'hui, peut être que OJ 287 a absorbé tout ce qui orbitait autour de lui (notamment le disque d'accrétion e matière) et qu'il est devenu le centre d'une galaxie.

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Les quasars sont des galaxies, plus exactement sont les trous noirs super-massifs de galaxies actives, c'est à dire très lumineuses. Hormis cela, ils ne diffèrent pas des trous noirs super-massifs situés au centre de notre galaxie par exemple. C'est juste que Sagittarius A* est peu actif (tout de même actif en rayonnement radio, dont on a pu observer il y a quelques années une image) mais il s'agit bien d'un trou noir super-massif.

Les quasars que l'on observe sont situés loin de nous, peu sont dans notre environnement proche (le plus proche à ma connaissance est à 2,5 Gal, celui que tu cites à 3,5 Gal, ce sont des exceptions.)

La majorité d'entre eux se sont formé lorsque l'Univers avait un âge compris entre 1 et 10 Gannées, le pic étant observé à environ 3-5 Gannées. Voici la distribution du nombre de quasar en fonction de leur redshift :

C'est le signe qu'il y a eu un moment où les quasars se sont sont formés, mais aujourd'hui (à ÂgeUnivers = 13,5 Gannées,) les trous noirs super-massifs sont globalement peu actifs, à part quelques exceptions.

Les quasars sont des trous noirs super-massifs actifs, ce qui signifie qu'ils sont en train d'accréter beaucoup de matière. Il est possible que lors de collisions de galaxies, les échanges de matière et les fluctuations de densité créent une explosion de naissances d'étoiles, en particulier massives, ce qui augmente alors la quantité de matière à accréter. L'exemple de OJ 287 que tu cites est probablement un exemple de fusion de galaxies étant donné qu'il y a un second trou noir super-massif en orbite autour. La matière de la plus petite des galaxies aurait été absorbée par le trou noir super-massif de la plus grande, formant donc ce quasar.

L'Univers étant grand et en expansion, les fusions de galaxies sont plutôt rares dans un volume donné, mais elles auraient pu être plus nombreuses à une époque lointaine, ce qui pourrait expliquer la présence de nombreuses galaxies actives comme les quasars à ces distances.

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