Confirmation du trou noir galactique

[dg2 2 034]

> Lorsque le vaillant cosmonaute approche de l'horizon du trou noir, vu de
> notre planète, il semble ralentir et les photons qui nous en parviennent
> sont de moins en moins énergétiques jusqu'à ce que son image se fige et
> disparaisse progressivement.

Au niveau journalistique c'est comme ça que c'est raconté, mais en pratique, l'astronaute disparaît bien avant de se figer (essayez de calculer de combien de magnitudes son rayonnement est atténué quand il atteint un redshift de, disons, 40...)

> Mais si on se place du point de vue de cet intrépide, avant qu'il ne
> passe l'horizon, le rayonnement qu'il recevra du monde qu'il sera en
> train de quitter devrait être de plus en plus intense et énergétique.

Et pouquoi donc ? Votre astronaute, s'il regarde derrière lui, verra un ciel, qui d'une part sera sera plus décalé gravitationnellement vers le bleu (il est dans un puits de potentiel, la lumière qui tombe sur le trou noir est plus énergétique, quelle que soit sa direction d'arrivée), et d'autre part plus décalée vers le rouge pour les raisons cinétique habituelles (effet Doppler dû à sa vitesse de récession par rapport aux étoiles derrière lui). Sauf si vous êtes très fort, je doute que vous arriviez à deviner sans calcul comment se combinent ces effets. En l'occurence, tous calculs faits, on montre que le rayonnemment qui le "rattrappe" dans sa chûte possède, au moment du passage de l'horizon, un décalage vers le rouge de 1, c'est-à-dire que c'est de décalage vers le rouge cinétique qui l'emporte de peu sur le décalage vers le bleu gravitationnel (ce qui n'est pas spécialement évident). Evidemment, avec une autre trajectoire, les effets seront différents. Si vous vous laissez tomber sur le trou noir avec une vitesse initiale à l'infini élevée, le décalage vers le rouge du rayonnement qui vous rattrappe à l'horizon est plus important. Mais le point est que le décalage intégré, vers le rouge ou vers le bleu, est fini : vous n'êtes donc pas grillé par derrière.

Maintenant par devant, plus le rayonnement arrive d'une direction proche de l'avant de votre trajectoire, plus l'effet Doppler cinétique est important et décalé vers le bleu, qui se combine au décalage vers le bleu gravitationnel, qui lui est le même dans toute les directions. Sauf que, devant vous, il y a la silhouette du trou noir ! Donc la région où éventuellement on pourrait avoir un décalage vers le bleu trop élevé et potentiellement dangereux est masquée par l'horizon. Donc rien à craindre par ce côté là non plus. Si cela vous intéresse, vous avez des simulations qui montrent cela dans le DVD sur les trous noirs édité par Sciences & Avenir.

Une fois dans le trou noir, par contre, vous avez des directions où le décalage vers le bleu diverge à mesure que l'on approche de la singularité. Sans doute y a-t-il matière à réfléchir si vous mourrez d'irradiation avant ou après être mort déchiqueté par les effets de marée (cela dépend vraisemblablement de la masse), mais dans les deux cas, vous êtes fichu (ce que l'on savait déjà, de toute façon).

> En revenant à une situation plus réaliste, comment la matière peut-elle,
> sans dommage, traverser l'horizon d'un trou noir ?

Même chose pour la matière, si ce n'est que dans une situation réaliste, vous avez un disque d'accrétion, et des températures très élevées, qui risquent de griller l'astronaute s'il choisit stupidement de visiter un trou noir doté d'un disque d'accrétion.

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 12-12-2008).]

[dg2 2 034]

> OK, là c'est plus clair. Sans doute que j'ai lu un peu trop d'articles
> parlant de trous de ver et tout ça... Au fait, ce qu'on appelle le trou
> noir, c'est juste l'horizon, ou c'est ce qu'il y a à l'intérieur. Je
> pensais que c'était l'intérieur, mais vous avez l'air de considérer juste
> l'horizon (et je préférerai...)

Quand on parle de trou noir, on parle implicitement des configurations où on n'a qu'un seul horizon, situé dans le futur (c'est-à-dire que quand on regarde la silhouette du trou noir, on voit en réalité la surface infiniment sombre de l'étoile qui lui a donné naissance), au sein duquel vous savez que les lois physiques à l'approche de la singularité sont potentiellement différentes de celles que vous connaissez et qui le cas échéant permettent de déboucher sur un autre univers. Vu de l'extérieur c'est donc légitimement un trou noir, mais cela pourrait en réalité être autre chose une fois que vous pénétrez dedans. Après libre à vous d'attacher de l'importance aux choses extraordinaires qui pourraient se passer à l'intérieur (qui pour certaines sont intéressantes, du moins sur le plan théorique, ou si vous voulez faire plus propre que les trous de ver version "Contact"), cela ne change rien aux propriétés extérieures de ces objets, ce qui est quand même la chose la plus importante.

[jackbauer 2 13 762]

dg2, je te soupçonne d'embrouiller volontairement les gens avec de la SF made in Hollywood vintage 1975...
L'horizon du TN est la frontière où, au delà, l'observateur extérieur n'a plus aucune information sur ce qui se passe à l'intérieur du gouffre gravitationnel que constitue l'effondrement du coeur de l'étoile sur lui-même.
Pour celui qui tombe dedans, les conditions diffèrent suivant la masse de notre TN (stellaire ou galactique) mais le résultat est le même : il est transformé en purée de particules et attiré vers la singularité du TN
Pour le reste (trou de vers, univers parallèle, ect...) tout cela est, il me semble, hautement hautement speculatif...
C'est dingue tout ce que l'on peut publier sur des objets qu'on a jamais vus !!

[dg2 2 034]

Il va sans dire : c'est très spéculatif. Mais l'intérêt, au moins du grand public, pour ces objets est réel. Beaucoup de gens sont intéressés par savoir d'où la SF sort ces objets et quel est leur statut physique. Il est par contre dommage que les gens qui en parlent ne fassent pas assez bien la distinction relativement à leur statut invérifiable et hautement spéculatif.

[ChiCyg 0]

L'histoire de l'astronaute est présentée par Jean-Pierre Luminet, c'est une expérience de pensée, bien sûr, mais j'imagine qu'elle a tout de même une certaine cohérence.

En "pratique", l'image de l'astronaute disparaît avant de se figer, naturellement, parce, pour nous observateurs, elle ne se fige jamais ou alors au bout d'un temps infini. Pouvons-nous pour autant déterminer la date, dans notre calendrier, du passage de l'horizon du trou noir par l'astronaute ? Il me semble que non, sinon on pourrait voir l'astronaute franchir l'horizon, or son mouvement, pour nous, ralentit de manière asymptotique alors qu'il s'en approche.

Du point de vue de l'astronaute, plus il approchera de l'horizon, plus la cadence de nos messages quotidiens d'encouragement va être rapide. Il devrait être témoin de notre vieillissement et de la fin de notre monde en un clin d'oeil.

Je ne comprends pas comment le décalage Doppler dû à la vitesse de l'astronaute peut compenser le décalage gravitationnel qui devient infini au passage de l'horizon, ou alors il me semble que le cosmonaute devrait être systématiquement complètement "spaghettisé" au passage de l'horizon ?

[PascalD 4 385]

quote:

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Je ne comprends pas comment le décalage Doppler dû à la vitesse de l'astronaute peut compenser le décalage gravitationnel qui devient infini au passage de l'horizon

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Le décalage gravitationnel devient infini à l'horizon pour un observateur découplé du trou noir, pas pour l' astronaute qui tombe dans le puits gravitationnel. Pour l' astronaute, le décalage gravitationnel devient infini au "franchissement" de la singularité. Enfin, il me semble.

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 13-12-2008).]

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 13-12-2008).]

[dg2 2 034]

> Pour l' astronaute, le décalage gravitationnel devient infini au
> "franchissement" de la singularité. Enfin, il me semble.

Le decalage que vous voyez au moment (juste avant) de vous crasher sur la singularite depend de votre trajectoire, et de la direction dans laquelle vous regardez. Le premier qui a calcule cela (a ma connaissace) est Brandon Carter, dans un obscur compte rendu de conference de 2005 ou 2006. Le resultat est tres surprenant, puisque le ciel devient uniformement noir dans toutes les directions, sauf celles qui entourent la silhouette du trou noir. Celle-ci, dans l'hypothese ou vous tombez en chute libre sur le trou noir avec une vitesse initiale nulle, occupe exactement la moitie du ciel, vous donnant l'etrange impression que vous allez vous "poser" dessus (il n'en est rien, la singularite n'etant pas une surface, mais un instant dans le futur).

[dg2 2 034]

> En "pratique", l'image de l'astronaute disparaît avant de se figer,
> naturellement, parce, pour nous observateurs, elle ne se fige jamais ou
> alors au bout d'un temps infini.

Non, votre astronaute dispose d'une energie finie, il ne peut vous envoyer qu'un nombre fini de photons, et le dernier photon qu'il envoie est recu en un temps fini. Il est faux de dire que l'image se fige jamais. Elle disparait au bout d'un moment, et vous ne pouvez pas separer ceci du reste.

> Pouvons-nous pour autant déterminer la date, dans notre calendrier, du
> passage de l'horizon du trou noir par l'astronaute ? Il me semble que
> non, sinon on pourrait voir l'astronaute franchir l'horizon, or son
> mouvement, pour nous, ralentit de manière asymptotique alors qu'il s'en
> approche.

Mais cela ne veut pas dire que l'astronaute ne penetre jamais dans le trou noir : si vous vous en approchiez pour essayer de le rattrapper, vous n'y arriveriez pas. Exemple trivial : vous avez un ami qui s'eloigne de vous en etant uniformement accelere, sa vitesse tendant donc vers la vitesse de la lumiere. Vous allez voir son image s'assombrir puis disparaitre, et si vous vous lancez a sa surprise, vous ne le rattrapperez jamais. C'est essentiellement la meme chose qui arrive a votre astronaute.

> Du point de vue de l'astronaute, plus il approchera de l'horizon, plus la
> cadence de nos messages quotidiens d'encouragement va être rapide. Il
> devrait être témoin de notre vieillissement et de la fin de notre monde
> en un clin d'oeil.

Non. Il continue de recevoir les messages a un rythme peu different d'avant. Une fois qu'il a penetre dans le trou noir, il recoit toujours des messages. Cet effet de voir toute l'histoire du monde se derouler en un clin d'oeil ne se produit pas a l'entree d'un trou noir, mais a ce que l'on appelle le passage de l'horizon interne d'un trou noir charge ou en rotation, passage qui se produit apres l'entree dans le trou noir (relisez le livre de Luminet, il serait surprenant qu'il se soit trompe sur ce point).

> Je ne comprends pas comment le décalage Doppler dû à la vitesse de
> l'astronaute peut compenser le décalage gravitationnel qui devient infini
> au passage de l'horizon, ou alors il me semble que le cosmonaute devrait
> être systématiquement complètement "spaghettisé" au passage de l'horizon
> ?

Il faut faire le calcul pour comprendre.

Je ne comprends pas votre allusion a la spaghettification de votre astronaute. En l'absence d'effets de maree, l'astronaute ne va pas subir d'allongement du a tres fort champ de gravite du trou noir.

[OPPY 0]

Bonsoir http://tempsreel.nouvelobs.com/depeches/sciences/20081215.SCI5376/des_astronomes_analysent_pour_la_premiere_fois_un_trou_.html
OPPY

[ChiCyg 0]

Il reste qu'on peut imaginer le trajet par un des pôles du trou noir (pour lesquels l'horizon et la limite statique sont confondus), ce qui a au moins deux avantages :
- c'est plus facile à comprendre,
- ça donne plus de chance de survie (provisoire) à notre astronaute qui, sinon aurait toutes les chances d'être grillé à proximité du disque d'accrétion .

Au passage de l'horizon, le temps du cosmonaute devient infiniment lent pour l'observateur distant et, a contrario, le temps de l'observateur devient infiniment rapide pour le cosmonaute. Ca parait logique, sinon je ne vois pas comment le temps de l'un pourrait être infiniment ralenti sans que celui de l'autre soit infiniment accéléré.

Enfin, il me semble, car si le cosmonaute continuait à recevoir, après son passage de l'horizon, à rythme à peu près constant, les messages envoyés par les observateurs, il pourrait dater, dans le calendrier des observateurs, son passage de l'horizon, or, ce passage, dans le calendrier de l'observateur, est rejeté dans l'avenir infini.

D'autre part, si les signaux radar, en provenance des observateurs, continuaient à parvenir au cosmonaute après son passage de l'horizon, alors que l'écho de ces signaux sur la capsule ne pourraient jamais parvenir aux observateurs, ça paraitrait aberrant.

Il me semble donc que tous les photons envoyés par les observateurs distants doivent parvenir au cosmonaute avant son passage de l'horizon.

[frédogoto 2 006]

quote:

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causalement déconnecté de nous

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j'aimerai bien qu'on éclaircisse cette idée.
comment est ce que quelques chose qui existe pourrait être causalement déconnecté . on parle bien de causalité, ( cause effet cause effet ? ), perso cette idée me semble impossible..., c'est bien le contenu qui est la cause de l'horizon ?

[ChiCyg 0]

Entre la cause et l'effet, il faut bien qu'il y ait un lien : par exemple, les touches que je presse vont avoir pour effet de faire apparaître mon message sur ton écran. Pour cela, il faut qu'il y ait une interaction entre les deux mondes.

Le trou noir est déconnecté de l'univers extérieur parce qu'aucune information ne peut en sortir. Aucun événement (aucune cause), à l'intérieur du trou noir, ne peut donc avoir d'effet sur le monde extérieur au trou noir. Les deux sont causalement déconnectés.

[dva 1]

sur notre Univers on est bien d'accord mais rien n'interdit de penser que la connexion peut se faire ailleurs ? déboucher sur un autre Univers ?possible ou improbable ?

[PascalD 4 385]

Oui, mais si j' ai bien compris, pour quelqu' un qui serait découplé du "trou noir" (très loin du progéniteur, donc), l' horizon causal , qui déconnecte l' intérieur de l' extérieur, ne se forme jamais (bien que l' énergie des photons émis soit de plus en plus faible, et l' intervalle de réception de plus en plus long, ce qui en pratique revient à ne plus rien recevoir du tout en un temps fini). Donc, vu de "chez nous", nous seront toujours causalement liés aux (éternellement futurs) trous noirs ?

Sinon, ChiCyg, je trouve ton avant-dernière remarque pertinente. Je me demande si, dans la littérature concernant la traversée de l' horizon, quand ils écrivent qu'il ne se passe rien de particulier, les auteurs ne se placeraient pas toujours dans les conditions de la chute libre, et toi non ?

[Superfulgur 16 104]

Elle est rigolote, votre discussion.

Au fond, c'est "obligé" qu'on soye "connecté" au trou noir, forcément, non ?
Sinon, on ne sentirait plus "de l'extérieur" la masse qui le constitue "à l'intérieur" ?

Y a un paradoxe, là, où c'est juste qu'il faut être une fusée en physique pour comprendre comment çà marche, ce bazar ?

S

[ChiCyg 0]

Maintenant que t'es reviendu d'Atacama, tiens, au fait, ça t'a plu le Dakar , on peut revenir sur tes brillantes remarques.

Vu de l'extérieur le trou noir laisse "voir" sa masse et sa charge électrique. En revanche, aucune masse ni aucun photon n'en sort, donc aucun événement se produisant à l'intérieur du trou noir ne peut venir influencer ce qui se passe à l'extérieur. En ce sens, le trou noir est déconnecté.

Mon interprétation (qui va probablement être descendue en flammes ), c'est que, du point de vue de l'extérieur du noir trou, la matière qui rentre dans le trou noir n'en finit jamais de franchir l'horizon, elle s'en approche de plus en plus lentement. Pour nous, la masse est toujours là, tout près de l'horizon, donc encore dans "notre" monde.

[Superfulgur 16 104]

C'est beau, ce que tu écris, snif.

Ca doit être çà, sûrement.

S

[vaufrèges 0]

"...la matière qui rentre dans le trou noir n'en finit jamais de franchir l'horizon..."

C'est exact, vu de l'extérieur, la notion de "gel du temps" à ce niveau est une réalité physique... mais elle n'est pas vraiment "vérifiable" pour l'observateur dans la mesure où (comme le souligne dg2 [et Luminet]) l'image que l'on pourrait en avoir disparait bel et bien à terme.
Le temps "apparent" de l'observateur et le temps "propre" de la matière qui franchit l'horizon sont alors complètement découplés...

L'observateur n'observant... plus rien, la matière sortant de l'espace-temps de l'observateur, peut-on considérer que matière et observateur sont encore dans le "même monde" ?...

Là est la question...

Du point de vue de la matière , certainement pas...
Enfin, ce que j'en dis....

[jackbauer 2 13 762]

Le satellite NuSTAR, lancé cette année, a surpris une activité coupable de notre TN galactique...
L'arrière plan de la photo est en infrarouge (SPITZER) mais la flambée est en X, domaine dédié à NuSTAR : http://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/multimedia/pia16214.html