Horizon du trou noir : une remise en question ?

Ce qui me gêne dans ce que tu viens d'écrire :

- vitesse de libération très proche de c, mais pas égale à c. Si c'était le cas, les photons s'en échapperaient, de ce maudit trou noir. Ou c'est moi qui pige pas une 'cahouette ?

- tu dis aussi que le trou noir devrait nous apparaitre à nous, heureux observateurs qui ne tombons pas dedans, comme une étoile gelée. Or il me semble qu'on a observé plusieurs trous noirs ces dernières années. Ou c'est moi qui pige pas une 'cahouette ?

Le vrai problème, c'est que je ne me suis pas intéressé suffisamment aux TN ; mes doutes et questions sont le résultat de ma connaissance superficielle du sujet.

Un point utile à rajouter, si on pense au centre :

La vitesse de libération est souvent donnée (par défaut), comme celle qu'il faut posséder pour s'échapper à partir du rayon de l'astre (ex 11km/s sur Terre).

En fait, la véritable vitesse de libération à prendre en compte est celle donnée depuis le centre de l'astre.

Par exemple, sur Terre (je fais abstraction du magma, du noyau..etc), on peut "imaginer" un trou allant de la surface au centre :

Dans ce cas, un projectile lancé depuis le centre devra posséder une vitesse de libération supérieure à 11 km/s (un peu + mais pas beaucoup, faudrait que je fasse le calcul).

Idem, pour un trou noir, le redshift lié à la gravitation est maximal...au centre, dans le concept d'une étoile gelée (bon, on l'observe pas, mais on le conçoit, et ça peut être un redshift de neutrinos, au point ou nous en sommes ).

Donc, dans ce concept, on a une masse compacte (l'étoile d'origine, sûrement bien écrabouillée quand même), avec un temps quasiment nul en son centre, et un temps qui s'écoule très très lentement, progressivement croissant jusqu'au rayon de cette masse compacte, un rayon satisfaisant bien l'équation Rs=2GM/C².

De l'extérieur, impossible de voir une différence avec le modèle classique, sauf que la MQ place une limite dans les calculs de la RG, alors que les calculs de la RG seule ne prennent pas en compte cette limite.

Pardon, tu as été plus vite que moi

Je vais te répondre.

Andrei2010 a écrit:

Ce qui me gêne dans ce que tu viens d'écrire :

- vitesse de libération très proche de c, mais pas égale à c. Si c'était le cas, les photons s'en échapperaient, de ce maudit trou noir.

Ben je vois deux explications (complémentaires ou équivalentes, je ne sais pas du tout) :

- en surface, même des rayons X ou gammas, à fortiori la lumière visible, sont hyper-redshiftés (domaine radio, voire encore en-dessous, avec peut-être un photon tous les siècles (je dis ça au hasard). Donc observationnellement, on voit que dalle

- ensuite ce fameux rayonnement de Hawking..il s'échappe lui (d'ailleurs, l'équivalent, le rayonnement Unhru, d'après les calculs, en surface, doit être énorme..mais très redshifté)..

Je répond à la deuxième ===>

Andrei2010 a écrit:

- tu dis aussi que le trou noir devrait nous apparaitre à nous, heureux observateurs qui ne tombons pas dedans, comme une étoile gelée. Or il me semble qu'on a observé plusieurs trous noirs ces dernières années

Ben oui, on les observe, mais que-ce-qu'on voit ?

Ce qu'on voit, c'est les disques d'accrétion autour, tous les phénomènes extérieurs..etc
D'ailleurs les astrophysiciens admettent eux-même que ces deux concepts ne sont pas distinguables à l'extérieur.

Impossible de trancher par l'observation.

Bon..c'est juste l'idée.
Je ne sais pas si elle est recevable

Mais je trouve que ça mérite réflexion.
Qu'en pense-tu ?

L'idéal, ça serait (même sans théorie de gravitation quantique) d'intégrer la durée de vie d'un trou noir de masse donnée dans les calculs de la RG, et de passer ça en simulation numérique, mais j'ai pas les outils.

Tu connais pas un informaticien qui aurait le logiciel ?

Ce que j'en pense ?

Pour le rayonnement de Hawking, s'il existe, il est tellement faible que nous ne risquons pas de le détecter. Faudrait se rapprocher de la source, et ça, no way

Pour ce qu'il en est de l'observation directe des trous noir, faudrait creuser un peu sur internet. Idéalement, on devrait pouvoir distinguer l'horizon avec les distorsions optiques que provoquent les photons en train d'orbiter. Or, ces monstres sont très loin (heureusement), et les lois de la physique interdisent à nos instruments une résolution suffisante pour nous faire voir ça... Il est certainement plus honnête de dire que nous observons des phénomènes correspondant aux trous noirs, mais que la certitude n'est pas encore à notre portée.

Explorer a écrit:

L'idéal, ça serait (même sans théorie de gravitation quantique) d'intégrer la durée de vie d'un trou noir de masse donnée dans les calculs de la RG, et de passer ça en simulation numérique, mais j'ai pas les outils.

Tu connais pas un informaticien qui aurait le logiciel ?

C'est surtout qu'il faudrait mobiliser plusieurs supercalculateurs durant plusieurs mois...

Désolé d'avoir dû quitter brutalement tout-à-heure.

Andrei2010 a écrit:

Pour le rayonnement de Hawking, s'il existe, il est tellement faible que nous ne risquons pas de le détecter. Faudrait se rapprocher de la source, et ça, no way

On est d'accord, impossible de l'observer.
Pour ce qui est de son existence, je pense qu'on peut faire confiance à l'inébranlable formalisme de la Mécanique Quantique.
Une chose par contre qu'on arrive à mesurer, et qui trouve sa source également dans les fluctuations du vide quantique, c'est l'effet casimir.

Bon, c'est pas la même chose, mais indirectement, ça conforte une certaine convergence des lois de la Mécanique Quantique.

Andrei2010 a écrit:

Idéalement, on devrait pouvoir distinguer l'horizon avec les distorsions optiques que provoquent les photons en train d'orbiter.

Même pas, car pas assez loin de là où peut se trouver l'horizon, (Rs), les orbites des photons sont déjà trop bas (< 3/2Rs) et convergent vers le centre  
Mais comme dit, de toute façon, on verrait la même chose.
J.P. Luminet le reconnaît lui-même dans l'article de futura-sciences : on ne peut pas démontrer que l'horizon existe.

Andrei2010 a écrit:

C'est surtout qu'il faudrait mobiliser plusieurs supercalculateurs durant plusieurs mois...

Ben, tu sais ce qu'il te reste à faire dès demain matin !

Andrei2010 a écrit:

C'est surtout qu'il faudrait mobiliser plusieurs supercalculateurs durant plusieurs mois...

Par contre je serais curieux de savoir s'il y a des travaux dans ce sens actuellement...

Pas à ma connaissance.

J'ai rien trouvé non plus.

J'en vois beaucoup d'ailleurs (sur les forums), qui ne semblent attacher aucune importance au concept, puisque les effets sont les mêmes, et qu'on a pas accès par définition à ce qui aurait au-delà de Rs.

Je ne sais pas si on peu à proprement parler d'irréfutabilité, ne serait-ce que du point de vue des connaissances, car ça reste quand même scientifique, et bouleverser les concepts, ça peut parfois faire avancer...

Un détail que je n'ai jamais vu relevé nulle part :

On sait que le champ de gravité d'un trou noir stellaire est paradoxalement plus faible FORT (Edit correction) que celui d'un trou noir galactique.

Mais ce qui peut paraître plus troublant encore, c'est la conséquence directe :

De manière incontestable, le champ de gravité d'un trou noir qui "grossit", diminue avec le temps à sa surface.

Cette constatation est incompatible avec la réponse qui est souvent donnée à la question de savoir "comment la gravitation s'échappe-t-elle d'un trou noir", la réponse souvent donnée étant "le un champ gravitationnel de l'étoile qui lui a donné naissance est fossilisé".

S'il était fossilisé, il ne pourrait pas diminuer, et c'est pourtant ce qu'il se passe.

Inversement, en s'évaporant, il va perdre de la masse, son rayon va décroître, et la gravité en surface va aller cette fois en augmentant.

Allons plus loin :

De notre point de vue, à un âge très très éloigné de l'univers, l'observateur qui n'a jamais franchi l'horizon, un horizon d'abord croissant, (agglomération) puis décroissant (lente évaporation), c'est mathématique, va être "rayonné" sous forme "Hawking", sans jamais avoir franchi l'horizon.

Hors, s'il est un fait établi en science, c'est qu'un même évènement a réellement lieu pour tous ou pour aucun.

La question devient : quel est cet évènement ?

Un éclairage nouveau qui me permet de rectifier certains points :

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html

Pas si nouveau d'ailleurs puisque l'article en question date quand même de 1995 !

Citation :

Now, this led early on to an image of a black hole as a strange sort of suspended-animation object, a "frozen star" with immobilized falling debris and gedankenexperiment astronauts hanging above it in eternally slowing precipitation.  This is, however, not what you'd see.  The reason is that as things get closer to the event horizon, they also get dimmer.  Light from them is redshifted and dimmed, and if one considers that light is actually made up of discrete photons, the time of escape of the last photon is actually finite, and not very large.  So things would wink out as they got close, including the dying star, and the name "black hole" is justified

En résumé, du point de vue de la Terre, le temps d'évasion du dernier photon provenant de l'observateur chutant dans le trou noir est bien fini, et même, pas très grand.
Par conséquent, "l'image" d'un observateur dont la chute "dure" un temps infini, est erronée, puisqu'il arrive une toute dernière "image" (si l'on peut parler d'image) qui arrive en un temps bien fini, et même assez bref, bien plus bref que le temps qu'il faut attendre pour voir l'astre s'évaporer.

Mais l'élément le plus démonstratif de la Relativité Générale est encore celui-ci (qui amène directement au point précédent :

Citation :

If an external observer sees me slow down asymptotically as I fall, it might seem reasonable that I'd see the universe speed up asymptotically—that I'd see the universe end in a spectacular flash as I went through the horizon.  This isn't the case, though.  What an external observer sees depends on what light does after I emit it.  What I see, however, depends on what light does before it gets to me.  And there's no way that light from future events far away can get to me.  Faraway events in the arbitrarily distant future never end up on my "past light-cone," the surface made of light rays that get to me at a given time.

Des événements lointains dans un avenir arbitrairement lointain ne finissent jamais sur mon cône de lumière passé. (en l'occurrence, moi qui tombe dans le trou noir)

Un de ces évènements lointains qui nous intéressait dans les tentatives d'explications précédentes, était un âge très avancé de l'univers où le trou noir s'évapore.
Il devient parfaitement clair que ces deux évènements (ma chute et l'évaporation du TN) ne sauraient être reliés, puisque séparés par une grande durée, quel que soit l'observateur, y compris celui qui chute dans le trou noir, pour qui ces deux évènements ne sont pas simultanés.

Par conséquent, bien qu'il faille indéniablement une théorie de gravitation quantique pour décrire l'ensemble des phénomènes, dont certains nous échappent encore, le concept d'étoile gelée semble être réfuté dès le départ, la RG suffisant à elle seule pour écarter cette hypothèse.

En fait, on peu comprendre ces phénomènes assez inattendus et contre-intuitifs de différentes manières, mais j'y reviendrai à l'occasion.

Explorer a écrit:

Des événements lointains dans un avenir arbitrairement lointain ne finissent jamais sur mon cône de lumière passé

En fait, la seule chose qui permette d'aboutir à cette affirmation, c'est le calcul, à l'aide des équations de la Relativité Générale.

Sans ces équations, si on "imagine" le processus (expérience de pensée), on fait inévitablement la déduction (fausse) qu'un évènement arbitrairement lointain situé dans un futur infini peut intervenir sur mon cône de lumière passé.

Dit autrement : c'est un peu comme se poser la question de connaître la "limite" du produit de deux fonctions, dont l'une tend vers zéro, et l'autre vers + l'infini, sans connaître précisément ces fonctions, et sans faire le calcul.

On ne peut fournir une réponse qu'en faisant le calcul à l'aide de ces équations, sinon c'est impossible...ou plutôt, tout est possible