Atomes , Lois de Newton

[Snark]

Oui, il n'existe pas à ma connaissance d'objet matériel de rayon inférieur à son propre rayon de Schw., mais j'ignore si c'est par le hasard des lois physiques ou s'il existe une raison directe à cela.

 

Mais je pense y avoir répondu dans mon message 57.

 

Quand un astre présente une vitesse de libération égale ou supérieure à celle de la lumière il ne nous parvient plus aucune information émanant de cet astre .

 

Aucun photon, aucun graviton (s'il existe) ne peut quitter l'astre, plus aucune communication vers l'extérieur, sous aucune forme.

 

Puisque nous ne percevons plus rien, pour nous l'objet n'existe plus.

[iksarfighter]

La question simplifiée serait "Dans un trou noir peut-il y avoir une étoile à neutrons ?"

(Pas la peine de répondre : Non, un trou noir est un trou noir et n'est pas une étoile à neutrons !)

[jarnicoton]

Mais non, Snark, ton message 61 ne me répond pas. Cela ne me dit pas si le TN est plein ou vide à l'intérieur de son horizon, puisque l'effet sera le même : trou noir, ne peut rien laisser sortir.

 

A priori l'existence d'une singularité centrale exclut la présence de matière. Cela suffit-il comme raison ? autre ?

[robton kob]

Oui, un Trou Noir (très mauvaise appellation, ça n'a rien d'un trou, d'où le terme de singularité) est une étoile à neutron qui est devenu un trou noir, qui n'est donc plus une étoile à neutron

 

Je te réponds ça, vuq ue tu veux pas qu'on te dise qu'un trou noir n'est pas une étoile à neutron, mais un trou noir

 

Grosso modo, un homo sapiens sapiens n'est pas un homme de cro-magnon, mais un homo sapiens sapiens...ou alors, un homo sapiens sapiens est un homme de cro-magnon devenu un homo-sapiens-sapiens qui n'est donc plus un homme de cro-magnon

 

 

Ouch, j'ai mal à la tête, vite un acide acétylsalicylique, qui n'est pas une aspirine, ah si c'est une aspirine

[ArthurDent]

Ben en fait ça dépends:

Soit la relativité générale (enfin son prolongement) l' emporte sur la mécanique quantique (enfin son prolongement) et un trou noir est un trou noir avec un truc qui ressemble à une singularité au milieu, pas une étoile à neutron.

Soit c'est le contraire, et un trou noir est un truc qui n'est pas forcément très différent d'une étoile à neutron (sauf vers le centre, là où il y aurait eu une singularité si le prolongement de la RG l' avait emporté sur le prolongement de la MQ).

 

D'un autre coté, si ça se trouve, même dans le cas où c'est le prolongement de la RG qui l' emporte, peut-être que la surface de l' astre ressemble encore à l' intérieur d' une étoile à neutron. ça dépends.

Ou alors il y a un genre de transition de phase, et ça n' a plus rien à voir.

Ou pas.

Si ça se trouve, en plus, ça dépends du référentiel (selon qu'on est en orbite autour ou sur une trajectoire de collision avec l' astre. Vu qu'on est pas sûr qu'il y a une singularité, on est pas sûr non plus qu'il n' est pas possible d' être en orbite).

De toute façon, vu de l' extérieur de l' horizon, le processus d' effondrement se gèle avant que l' horizon se forme, ces questions sont donc assez académiques, sauf pour les suicidaires qui seraient sur une trajectoire de collision avec une supernova massive en phase d' effondrement ou un noyau galactique. Et même pour eux, y' a des chances qu'ils soient grillés comme des saucisses bien avant de savoir si c'est la RG ou la MQ qui gagne

[Jeff Hawke]

Et même pour eux, y' a des chances qu'ils soient grillés comme des saucisses bien avant de savoir si c'est la RG ou la MQ qui gagne

 

Et même s'ils résistaient à la grillade, ils seraient déchiquetés par les forces de marée, suffisantes même pour les cosmonautes sveltes...

 

 

Cela dit, il me semble qu'entre les étoiles à neutrons, et le trou noir, il y a un état intermédiaire d'étoiles (étoiles étranges ?), avec des quarks déconfinés... Non ?

[jarnicoton]

On montre de façon élémentaire que dans un TN assez grand, les forces de marée sont aussi faibles que l'on veut tant qu'on n'est pas encore trop aventuré vers la singularité.

[Jeff Hawke]

On montre de façon élémentaire que dans un TN assez grand, les forces de marée sont aussi faibles que l'on veut

Sur l'horizon ? (*)

 

Bon, je n'entends décidément rien à ces trous noirs et à la RG...

 

 

 

 

(*) J'ai quand même du mal à comprendre comment la gravité peut plier les rayons lumineux (sur son horizon, donc) et...ah oui, s'il est suffisamment grand, la courbure infligée à la lumière n'a pas besoin d'être importante pour la piéger...

[iksarfighter]

De toute façon, vu de l' extérieur de l' horizon, le processus d' effondrement se gèle avant que l' horizon se forme, ces questions sont donc assez académiques

Je suis d'accord, mais dans ce cas les TN devraient toujours se présenter pour l'observateur extérieur comme une étoile à neutrons en cours d'effondrement, juste avant la formation de l'horizon.

Hors on ne voit qu'un horizon vide (je crois bien).

Il va falloir pas mal d'Aspirine en effet !

[iksarfighter]

Et la rotation du pulsar devrait ralentir progressivement pour finir par se figer aussi non ?

[jarnicoton]

Je suis d'accord, mais dans ce cas les TN devraient toujours se présenter pour l'observateur extérieur comme une étoile à neutrons en cours d'effondrement, juste avant la formation de l'horizon.

Hors on ne voit qu'un horizon vide (je crois bien).

 

La quantité de lumière émise pendant l'effondrement est finie, et produite en un temps très court dans le référentiel de l'étoile à neutrons. On soupçonne déjà qu'elle ne puisse donner éternellement une image visible.

 

Plus un photon est émis peu avant la formation de l'horizon, et plus il est pris dans un espace qui s'engloutit dans le TN, dans un phénomène de contraction locale de l'univers. Ainsi, plus il patine en remontant difficilement le courant sur les premiers mètres (1). A la limite, de façon purement théorique, le photon émis in extremis avant formation de l'horizon met un temps infini à s'extirper de la proximité du TN, ce qui justifie l'affirmation que l'observateur extérieur voit éternellement l'étoile à neutrons en effondrement.

Mais cette image éternelle devient très vite extrêmement pâle, l'observateur recevant des photons de moins en moins nombreux et de longueur d'onde de plus en plus longue.

 

(1) On a bien vu ici qu'il n'y a pas contradiction avec la notion de vitesse de la lumière indépendante du référentiel.

[jarnicoton]

Sur l'horizon ? (*)

 

Bon, je n'entends décidément rien à ces trous noirs et à la RG...

 

 

 

 

(*) J'ai quand même du mal à comprendre comment la gravité peut plier les rayons lumineux (sur son horizon, donc) et...ah oui, s'il est suffisamment grand, la courbure infligée à la lumière n'a pas besoin d'être importante pour la piéger...

 

 

On détermine le rayon d'un TN en fonction de sa masse en appliquant un calcul newtonnien : soit une masse donnée supposée ponctuelle ; à quelle distance sa vitesse de libération vaut-elle 300 000 km/s ?

On trouve pour la masse solaire 3 km, pour la masse terrestre 1 cm en chiffres ronds. Ce sera le rayon de l'horizon, ou de Schwarzschild. Je le déteste, celui-là, odieux à écrire, et volontaire pour le front contre nous alors que le système allemand lui permettait comme savant de valeur de rester au chaud à la maison.

 

On voit sur les formules employées que le rayon de l'horizon croît linéairement avec la masse du TN. En d'autres termes la densité du trou, supposée répartie dans son volume, diminue lorsque la masse du TN augmente, à l'inverse d'un astre matériel. Il en résulte qu'un TN de forte masse est énorme et de densité infime (ce qui fait qu'en appliquant les formules susdites on trouve à peu près la densité de l'univers et le rayon de l'univers visible pour un TN de la masse de l'univers visible).

 

On trouve alors, toujours avec ces formules, que la gravitation du TN à distance de l'horizon est faible ; le rayon étant en outre immense, le gradient de pesanteur à l'horizon (dehors comme dedans) est minime et les effets de marée de même.

 

Pour ce qui est de la courbure violente de la lumière près de l'horizon, je l'interprète de façon naïve (comme le reste peut-être !). L'espace s'engloutit radialement dans le TN à vitesse c, rabattant le rayon lumineux par exemple sans cela tangent au TN.

[jarnicoton]

Et la rotation du pulsar devrait ralentir progressivement pour finir par se figer aussi non ?

 

Plus il est lent et moins il rayonne. Le "t" est à côté du "y" et j'ai commencé par une faute de frappe en écrivant "rayonne" ; si bien que moins il ralentit, et que son temps d'immobilisation théorique est infini. A cela s'ajoutent je crois des mécanismes de réaccélération par accrétion. Pour les pulsars en système double, j'abandonne.

[Dodgson]

On voit sur les formules employées que le rayon de l'horizon croît linéairement avec la masse du TN. En d'autres termes la densité du trou, supposée répartie dans son volume, diminue avec la masse du TN, à l'inverse d'un astre matériel. Il en résulte qu'un TN de forte masse est énorme et de densité infime (ce qui fait qu'en appliquant les formules susdites on trouve à peu près la densité de l'univers et le rayon de l'univers visible pour un TN de la masse de l'univers visible).

 

 

Je suppose que c'est "diminue lorsque la masse du TN augmente".

 

Dans le cas de l'univers visible, cela peut-il avoir quelque relation avec les thèses d'Erik Verlinde ?

[jarnicoton]

Je suppose que c'est "diminue lorsque la masse du TN augmente".

 

Dans le cas de l'univers visible, cela peut-il avoir quelque relation avec les thèses d'Erik Verlinde ?

 

 

Pour la première question, tu as raison, c'est corrigé en plus clair.

 

Pour la seconde, je ne sais pas de quoi il s'agit.

[Dodgson]

Pour la première question, tu as raison, c'est corrigé en plus clair.

 

Pour la seconde, je ne sais pas de quoi il s'agit.

 

Trouvé ça sur agoravox :

 

http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/newton-s-est-trompe-la-gravitation-78450

 

A mon avis c'est de la vulgarisation paresseuse, mais au moins c'est en français.

[iksarfighter]

Au fait, si il y a un disque d'accrétion autour d'un TN, c'est qu'il y a un truc (Qu'on sait pas ce que c'est) qui tourne tout de même au milieu non ?

[ArthurDent]

Euh, il suffit qu'il y ait une masse (plus ou moins ponctuelle) au milieu. Qu' elle tourne ou pas n' a pas d' impact sur le disque d' accrétion (enfin , pas si l' approximation classique (Newton) est valide).

[Lasilla]

Un TN "immobile" est un trou noir de Schwarzschild, obtenu en résolvant les équation d'Einstein pour le cas statique et isotrope.

 

"Statique est isotrope", n'est-ce pas uniquement un cas théorique? Dans ce cas, il faut plutôt chercher du côté des TN de Kerr (en rotation mais non chargés) ou de Kerr-Newman (en rotation et chargés).

 

Il me semble que sans rotation, il ne peut pas y avoir de disque car ce dernier est justement la conséquence d'un aplatissement sous l'effet de la rotation du système.

 

Le théorème no-hair pose qu'un TN ne conserve que 3 infos lors de l'effondrement qui lui donne naissance: la masse, la charge et le moment angulaire.

Donc si l'étoile d'origine tourne, le TN tourne aussi.

[iksarfighter]

C'est l'aplatissement qui crée le disque ? Ou la rotation directement ? Ou le champ magnétique induit par la rotation de charges électriques ?

Dans le cas de la planète Saturne par exemple, les anneaux sot un genre de disque d'accrétion, quel est le phénomène qui les crée ? Ils sont bien orientés dans le sesn de la rotation de la

 

(Edit : Désolé j'ai appuyé sur une mauvaise touche et je pensais ce post foiré perdu).

[iksarfighter]

Le disque d'accrétion d'un objet connu, comme une étoile à neutrons doit-il sa structure à l'aplatissement de l'étoile dû à la rotation ou au champ magnétique induit par la rotation d'un objet chargé électriquement ?

Ou alors par autre chose ?

[Lasilla]

C'est la rotation qui crée le disque, comme un (bon) pizzaïolo qui abaisse sa pâte en la faisant tourner sur un doigt.

 

Dans le cas de Saturne, c'est un problème du à la limite de Roche (les forces de marées dominent sur la cohésion interne, en simplifiant).

 

Le champ magnétique n'intervient pas ici, à mon sens: la matière n'est guidée vraiment que par les pôles, d'où les jets dus pulsars.

Par contre, ces champs magnétiques peuvent être responsables d'effets perturbateurs dans les disques: twist, warp (tourbillon, gauchissement)... voire de mécanisme d'extraction de matière du disque (torsion de champ magnétique entrainant un tourbillon de matière pour alimenter les jets)

[ArthurDent]

Ah ok. Vous avez raison, j' ai écrit trop vite. C'est clair que le système progéniteur possède une résultante de moment angulaire non nulle (sinon pas de disque d' accrétion), du coup la matière qui s' effondre en étoile puis trou noir "tourne dans le même sens" aussi (après s' être répartie sous forme de disque), et le bazar du centre va tourner par conservation du moment angulaire.

 

D'un autre côté, si par une expérience de pensée on "bloque" la rotation du bazar central, je ne pense pas que ça change grand chose pour le disque d' accrétion. Une fois formé, le disque va rester sous forme de disque du fait de son propre moment angulaire, quoi qu'il arrive à la rotation du bazar central, non ? Bon, en pratique, bloquer la rotation implique d' amener (ou d' extraire) du moment angulaire supplémentaire, pas facile à faire sans perturber le disque ... A moins que la physique qui se déroule à l' intérieur du trou noir soit extrêmement dissipative ? Après tout on peut spéculer

 

En d'autre termes, c'est le disque d' accrétion (enfin, le moment angulaire du nuage progéniteur du disque) qui fait tourner le machin central (qui a récupéré lors de son effondrement une partie du moment angulaire du bazar initial) et non le contraire.

 

Bon, en plus le moment angulaire du bazar central va augmenter au fur et à mesure que de la matière provenant du disque d' accrétion va être absorbée (sauf mécanisme dissipatif hypothétique).

 

Effectivement vu ce qu' on sait des supernovae, il y a des chances que la plupart des trous noirs stellaires tournent. Pour les trous noirs galactiques, ça doit être moins clair vu que le processus de formation est différent.

 

Mais bien que le bon modèle soit le trou noir de Kerr, je me demande à partir de quelle vitesse de rotation (et quelle masse) du proto-trou noir l' approximation statique ne suffit plus ...

[iksarfighter]

Dans un système qui était statique au début, l'effondrement gravitationnel va se faire sous forme de disque (Voir les systèmes planétaires). Si une étoile à neutrons se forme alors, elle aura son axe de rotation perpendiculaire au disque, OK. Et si on passe au TN on ne peut effectivement pas déduire du disque visible, une quelconque rotation de l'objet central, vu que le disque a sa propre rotation au départ et ne dépend pas de l'objet central.

 

Merci, je m'étais foutu dedans

 

Mais si une collision se produit avec une autre grande quantité de matière, cette grande quantité de matière va-t-elle rejoindre le disque d'accrétion existant avant de s'engouffrer dans le TN ou bien va-t-elle créer son propre disque ?

[ArthurDent]

Je pense qu'il n' y a pas de réponse simple à ta question.

 

Plus généralement, j' enfonce sûrement une porte ouverte, mais en cas de collision de deux systèmes massifs, ce qui se passe dépends bien sûr de la trajectoire de collision et de la masse des deux protagonistes, mais aussi de la structure des systèmes en intéraction (A masse totale identique, un système planétaire, constitué de masses quasi-ponctuelles entourées par du vide et un nuage de gaz chaud homogène ne se comportent pas de la même façon).

 

La forme des résultats d' intéraction entre galaxies documentée par le catalogue ARP, entre autre, montre que ça dépends des fois ...

 

Si la masse en approche du disque d' accrétion est non négligeable, elle va sans doute le disloquer et le système résultant aura perdu sa symetrie cylindrique pendant un bon moment, jusqu' à ce que les forces dissipatives (collisions, thermalisation) rétablissent une structure en disque (potentiellement, avec un autre axe de rotation que le disque d' origine). Enfin c'est comme ça que je vois les choses ... A confirmer ...

[iksarfighter]

OK je pense que tu as raison.

C'est surtout qu'au début je partais sur l'idée fausse que c'était l'objet central qui créait le disque et son orientation. En fait c'est tout un système, et qui était statique au départ qui s'effondre. Merci de m'avoir éclairé.

[Lasilla]

A mon sens, les systèmes de départ ne sont pas statiques!

 

@ Athur: C'est également comme ça que je vois la chose...

Il faudra que l'objet soit suffisamment disloqué pour s'intégrer au disque, puis que ce dernier retrouve son état d'équilibre initial.

Pas de second disque créé avec un plan de rotation différent du 1er, ou seulement momentanément, le temps que le système retrouve son état d'équilibre.

 

 

Pour ta question sur le trou noir de Kerr, Arthur, à mon sens comme le moment angulaire se conserve, la rotation de l'étoile qui donne naissance au TN accélère au cours de son effondrement.

Or quand on voit la période de rotation des pulsars (pour la plupart toujours inférieure à 10s) et quand on compare à la période de rotation du soleil (2,6.10^6s), période résultante qui a été suffisante pour aplatir la nébuleuse primordiale en un disque, je dirais bien que tous les TN stellaires doivent être traités comme des TN de Kerr.

 

Pour les galactiques, à voir suivant leur formation...

Mais vu comme ça tourne autour du centre de notre galaxie, quand le nôtre va se remettre à accréter, ce sera de la matière en rotation, donc il faudra bien qu'il se mette à tourner un peu aussi.

 

Bref, à moins d'un TN solitaire perdu dans le vide spatial et qui serait un TN primordial non issu d'une étoile (vachte, à moins d'un bel effet de lentille gravitationnelle, il va être coton à repérer, celui-là!), je postulerais bien qu'il faut toujours travailler avec un modèle de Kerr...

[Lasilla]

doublon

[iksarfighter]

A mon sens, les systèmes de départ ne sont pas statiques!

Ce que j'entends par statique c'est qu'en général c'est une nébuleuse paisible qui s'effondre de par la gravitation sur elle-même, et non une énorme masse existant à un moment donné et qui capture des trucs qui passent par là en allant dans tous les sens à plein de vitesses différentes.

[Lasilla]

Plus ou moins... les gaz de la nébuleuse sont en mouvement, même léger.

La contraction lors de l'effondrement et le principe de conservation du moment angulaire font que plus la contraction sera avérée, plus ça va se mettre à tourner.

 

Sinon, de toute façon, pas d'aplatissement pour former le disque...

 

Mais ne pas confondre disque d'accrétion et disque de poussière d'une nébuleuse proto-solaire.