Astrophysique-Relativiste | Dr. Goulu

Que se passe-t-il si deux trous noirs de même masse rentrent en collision ?

Sat, 25 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ils forment un trou noir de masse inférieure à la somme des deux, la différence étant convertie en une énergie incroyable, notamment sous forme d’ondes gravitationnelles.

(était) la fusion de deux avec des masses respectives de 36 et 29 fois Soleil conduisant à un trou noir post-fusion de 62 masses solaires. La différence d’énergie de 3 masses solaires a été rayonnée sous forme d’ondes gravitationnelles, en accord avec l’ .

Le pic d’énergie rayonnée par l’onde gravitationnelle, d’une puissance d’environ 3,6×10^49 W était supérieur à la puissance lumineuse rayonnée par toutes les étoiles de l’ .

a indiqué : « La puissance totale libérée dans les ondes gravitationnelles pendant la brève collision était cinquante fois plus grande que toute la puissance diffusée par toutes les étoiles de l’univers mises ensemble. »

L’horizon des événements est-il créé avant que la singularité n’apparaisse ?

Fri, 13 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Selon la la singularité n’apparaît jamais. Mais je chipote.

On ne sait pas s’il existe une “singularité” dans l’horizon, c’est une idée purement mathématique. En fait on ne sait même pas si le verbe “exister” a un sens à l’intérieur de l’horizon des événements, voir . Mais je chipote encore.

Encore un petit chipotage : l’horizon des événements n’est pas “créé”, c’est juste une surface de l’espace qui se caractérise par une déformation extrême de l’espace-temps.

Lors de l’effondrement d’une étoile, dès qu’une masse de 3 masses solaires se retrouve dans un inférieur à une dizaine de kilomètres, cette déformation extrême de l’espace se produit.

Quelle est la solution à l'infini des trous noirs ?

Sun, 20 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il n’y a rien d’infini dans un trou noir. Il a une masse finie, un moment cinétique fini, une charge finie, un horizon des événements fini.

Ce n’est que mathématiquement que certaines fonctions décrivant les trous noirs ont de comportements étranges, notamment la . Ceci conduit à penser que l’espace et le temps sont discrets, ce qui élimine le problème.

Supposons qu'une anti-étoile rencontre un trou noir, est ce que la physique a des réponses aux conséquences de ce contact ?

Wed, 02 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La est “la science qui tente de comprendre, de modéliser, voire d’expliquer les phénomènes naturels de l’univers.” (définition Wikipédia)

Ce n’est pas son job de spéculer sur des objets dont on a jamais vu la moindre trace, genre “anti-étoile”. Commencez par en observer une, on causera physique ensuite.

Cela dit une éventuelle étoile d’antimatière se ferait déchiqueter et absorber exactement comme une étoile vu qu’elle a une masse “normale”, et une charge à peu près neutre.

Ce qui se passerait “ensuite” éventuellement à l’intérieur de l’horizon ne concerne plus la physique, puisque c’est en dehors de notre univers (observable).

Mais je suis sur que les matheux ont plein d’idées invérifiables à ce sujet.

Peut-on répéter la détection de mesures d'ondes gravitationnelles sur les mêmes objets ?

Fri, 23 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non. Les ondes gravitationnelles sont générées par des objets très massifs en train de fusionner, et par construction (fréquence de résonance) les détecteurs n’en captent qu’une petite fraction.

décrit un de ces événements :

Pendant la durée de 0,2 s du signal détectable, la vitesse tangentielle relative (orbitale) des trous noirs (de 36 et 29 masses solaires) a augmenté de 30 % à 60 % de la . La fréquence orbitale de 75 Hz (la moitié de la fréquence de l’onde gravitationnelle) signifie que les objets orbitaient l’un autour de l’autre à une distance de seulement 350 km avant qu’ils ne fusionnent.

On détecte donc plutôt un événement qu’un objet…

Est ce qu’un faisceau de lumière émit de manière tangentielle à l’horizon d’un trou noir va poursuivre son chemin en s’éloignant ou va t’il boucler sur lui même ?

Wed, 03 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tangentiellement à l’horizon des événements, la lumière tombe dans le trou. Sur l’horizon, c’est la vitesse perpendiculaire qui doit valoir c…

La lumière va orbiter le trou noir seulement sur la située à 1.5 pour un trou qui ne tourne pas.

Pour un qui tourne, il y a deux sphères de photons sur lesquelles les photons peuvent orbiter. J’ai trouvé cette jolie animation sur en anglais :

Pourquoi un trou noir n'attire pas tout en sa singularité (on ne se fait pas « aspirer » à l'intérieur) et fini par s'évaporer ?

Mon, 10 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

A une distance d assez grande, une masse M déforme l’espace de la même manière qu’elle soit répartie dans une grande sphère (étoile) ou concentrée dans une hypothétique singularité.

Si le Soleil devenait un trou noir (il ne peut pas car il n’est pas assez massif, mais supposons…), les planètes continueraient à tourner autour sur leur orbite, sans modification.

Ce n’est que si on s’approche très près du trou noir que la gravitation devient extrêmement intense. Dans le cas du “Soleil noir” ci-dessus, le vaut 3 kilomètres. Il n’ “aspirera” de façon définitive que ce qui passera à moins de 3km de la singularité. Donc pas grand chose, car tout ce qui tombera à côté va être accéléré a une vitesse fantastique.

“Preuve” dans cette vidéo ou vous voyez en accéléré le mouvement des étoiles proches de , le trou noir central de notre galaxie. qui a une masse de plus de 4 millions de masses solaires (donc un rayon de Schwarzschild de 12 millions de kilomètres, juste 20 fois celui du Soleil):

L’ passe à 17h lumière seulement de A* en se faisant accélérer à 2.6% de la vitesse de la lumière ! Vous imaginez ? Une étoile entière accélérée 1000x plus vite que la plus rapide de nos petites sondes spatiales !!! (je ne mets pas souvent des triples points d’exclamation, mais là ça les mérite, je trouve…)

Pourtant S2 ne va pas se faire “aspirer” par le trou noir dans un horizon prévisible.

Bref, les trous noirs ne grossissent pas vite du tout. Au point où on se demande toujours comment les trous noirs supermassifs ont pu devenir si gros depuis le Big Bang. A suivre…

Un trou noir peut-il être fabriqué uniquement à partir de lumière ?

Thu, 18 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca dépend de ce que signifie “peut”.

Dans l’Univers actuel, non. Aucun processus physique ne concentre assez d’énergie dans une volume suffisamment petit pour que la masse équivalente m=E/c^2 soit suffisante pour créer un trou noir. Parce que rappelez-vous : un trou noir est formé par la gravitation autour d’une énorme masse très concentrée.

Sur le papier, si on arrivait à produire une en concentrant une dans un volume de Planck, donc en atteignant la , alors on pourrait …

Comment un trou noir peut-il avoir une densité infinie ? Cela ne signifie-t-il pas qu’il contient également une masse infinie et une matière infinie ?

Mon, 15 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La densité d’un trou noir vu de l’extérieur est celle de son horizon des événements et n’est jamais infinie, elle peut même être étonnamment faible .

a une masse de l’ordre de 6,5 × 10^{9 masses solaires , soit 1.3× 10}40 kg et un rayon de 19 milliards de kilomètres, soit un volume de 2.9× 10^{40 m}3 : sa densité est donc de 0.45, inférieure à celle de l’eau !

La densité éventuelle de ce qu’il y a à l’intérieur du trou noir:

est totalement inconnue (voir le dernier paragraphe)
on ne sait même pas si la question a un sens. Selon qui me semble avoir des bases fort intéressantes , la question n’a pas de sens.
on s’en fiche. Rien de ce qu’il pourrait éventuellement avoir à l’intérieur de l’horizon ne peut nous influencer en quoi que ce soit, et il n’existe aucun moyen de vérifier quelque théorie que ce soit.

Cela dit, mathématiquement une densité infinie n’a pas besoin d’une “matière infinie” : il suffirait que toute la masse soit concentrée en un seul point. Mais on a aucune idée d’un tel état de la matière, ni même si la notion de “masse” a encore un sens dans ce contexte.

Pour rappel , les protons et les neutrons qui composent 99.999% de la masse d’une étoile sont chacun composés de 3 quarks qui n’ont qu’1% de la masse des protons et neutrons, le reste étant formé de l’énergie de liaison des qui les lient, et qui ont une masse au repos nulle. Aucune théorie à ma connaissance ne dit comment la masse se conserve lors de l’effondrement en trou noir (à part le principe holographique).

Notes de bas de page