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Les Trous Noirs

 
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psylocke
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MessagePosté le: 19/10/2006 17:00:45    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

LES TROUS NOIRS

Avant-propos :

Il existe encore beaucoup d'inconnues concernant les trous noirs. Même si la recherche progresse. Il reste beaucoup de chemin à parcourir, la grande majorité des études restent abstraites et théoriques. Nous savons qu'ils existent, nous commençons à comprendre leur formation, une partie de leurs effets sur l'environnement proche mais guère plus. Etant dans l'impossibilité actuellement de se rapprocher d'un TN suffisament pour vérifier certaines hypothéses, cela génére forcément bon nombre de contradictions entre les différentes analyses ( et biensur entre scientifique ), et nous sommes dans la quasi impossibilité de dire qui a tort ou raison. Donc en lisant ce qui va suivre il faut garder à l'esprit que ce ne sont que des Théories, et qu'elles peuvent etres remises en question à tout moment.

1) Formation (si c'est possible)

Plusieurs scenarios possible mais tout commence par la fin de vie d'une étoile massive :

-Cycle de vie d'une étoile ( schéma vulgarisé ) :






Au cours de sa vie l'étoile devra bruler énormément de carburant ( fusion thermonucléaire, des atomes d'hydrogènes présents par 2 engendrant un atome d'Hélium et dégageant une colossale énérgie selon le principe d'équivalence E=MC2) pour créer une energie répulsive lui permettant de lutter contre la gravité et de s'effondrer en son centre. Mais il arrive un moment ou l'hydrogène vient à manquer et l'étoile devra le puiser dans ses couches extérieures, et gonflera démesurément : C'est une Géante Rouge.

Quand l'hydrogène est complétement épuisé, l'étoile n'a plus d'autre possibilités que mourir mais elle peut le faire de plusieurs façons, prédefinies par sa masse.

Sa masse---->
- Identique à notre Soleil, comprise entre 1 et 1.4, elle expulsera sans violence sa matière stellaire dans l’espace, laissant seule rescapée une naine blanche.(TN si étoile compagne massive : rien de sure à 100%)
- Comprise entre 1.4 et 3.2 masses solaires, l’étoile explosera en supernova et son noyau, d’une densité bien plus importante qu’une naine blanche, deviendra une étoile à neutrons.(TN si vitesse de libération au - = à celle de la lumière dans un systéme binaire)
- Supérieure à 3.2 masses solaires, le noyau, après explosion de l’étoile en supernova, s’effondrera avec une telle densité qu’il deviendra un trou noir.

Il existe donc (rien n'est sure) deux possibilités pour la formation d'un trou noir:

-- L'effondrement d'une hypernova, qui conduit à la formation directe d'un trou noir.
-- Une étoile à neutrons fait partie d'un système binaire et voit sa masse augmenter jusqu'à la limite d'Oppenheimer-Volkoff ( limite de liberation au - = à la vitesse de la lumière) suite à l'arrachement de la matière de son compagnon (phénomène du disque d'accrétion semblable à celui des novae).

Phénomène des Novae, système binaire avec une naine blanche :




2) Alors un trou noir qu'est ce que c'est ?

C'est une étoile dont la vitesse de libération est devenue au moins égale à celle de la lumière et où par conséquent rien ne pourra plus s'échapper, y compris la lumière. Le TN n'a pas de surface matériel, la matière qui composait l'étoile est réduite à un point de densité et de température infini (Singularité). Ce que nous appelons Horizon des Evenements est sa "surface", et Rayon de Schwarzschild sa "taille". En fait n'importe quel corps de l'Univers peut devenir un trou noir si on le compact suffisament jusqu'au volume qu'il doit occuper pour retenir la lumière en vertu de son attraction gravitationnelle (ex Rayon de Schwarzschild pour la terre 8mm, ça c'est de la compression !!!)

C'est une étoile invisible et hyper concentrée (oui il y a des gens qui vont dire cadavres cosmiques mais je n'aime pas voilà) et si elle est invisible comment fait on pour la repérer ?

Nous ne pouvons le faire qu'en observation indirecte et en gardant une chose à l'esprit; il n'y a que trois informations qui nous parviennent d'un TN : masse, charge électrique et rotation (moment angulaire) (+ de détails dans une autre partie - si j'ai le courage-).

Par contre ce que n'est pas, mais pas du tout un TN, un aspirateur géant!!!! Il ne capture que ce qui passe à proximité. C'est pas Hollywood la-bas et nous conservrions notre gravité (et Bruce Willis) même si notre Soleil était remplacé par un TN (de même gravité que notre astre)....

3) Le problème de la Singularité d'un Trou Noir :

La Singularté est en définitif le fond du Trou...Noir (moi je le touche déjà). Quand les atomes et les particules élémentaires ont été broyés en une sorte de magma sans forme. Lorsque la densité et la température sont devenues infinies, que le temps même a cessé de s’écouler. Ca y est vous étes arrivés au limite de la physique pour rentrer dans le domaine des mathématiques. Mais votre torture n'est pas finie car la relativité générale ne fonctionne plus à ce niveau, ni la physique quantique. Il faudra obligatoirement trouver une théorie d'unification des forces ( bonjour, petites boucles, cordes et théorie M ) pour répondre à la question des singularités...

Pas de panique: nous pouvons tout de même, nous raccrocher à quelques modéles théoriques et rever aux possibles voyages à travers l'espace et le temps....

4) Types et Espace-Temps

Nous avons vu que lorsque qu'une étoile s'effondre TN, la quasi totalité de ses caractéristiques est perdue ( composition, géometrie, rayonnement...) sauf trois informations (masse, charge, rotation) ce qui nous permet de faire exister mathématiquement 3 types de trous noirs :

a) le trou noir statique, non chargé, dit de Schwarzschild .

C'est le plus simple (tellement qu'il ne doit même pas exister dans l'univers), c'est un modèle idéalisé sensé nous aider à mieux comprendre les TN.....Disons que c'est une mise en bouche :

Que pourrions nous observer si nous nous approchions du TN :

-Nous serions tout d'abord confrontés à des forces de marée. Ces forces sont générées par la différence de valeur de la gravitation entre deux points qui ne sont pas à la même distance du corps massif qui l'attire.Nous les subissons également sur Terre mais elles sont insignifiantes mais au abords d'un TN, elles prennent des valeurs considérables et de plus en plus à mesure que l'on se rapproche de l'horizon.

-Puis si nous jetions un objets et observions son approche vers le TN, en premier lieu nous verrions que la lumière émise par celui-ci est décalée vers les grandes longueurs d'onde par effet de redshift gravitationnel.(sorte d’effet Doppler dû à la gravitation). Ce décalage tendant à l'infini, le temps ralentit lui aussi : nous ne verrions jamais l'objet atteindre l'horizon mais constaterions un rayonnement de fréquence de plus en faible. Attention le temps ne s'écoule pas de la même manière pour l'objet, en fait la traversée ne durait qu'un courps laps de temps vu la forte accéleration produite par une gravitation aussi intense.

-Continuons la descente, nous nous trouvons devans la sphère de photons. Autour d’un corps massif, un objet ne peut se satelliser que s’il se déplace à une vitesse suffisamment élevée pour compenser la gravité exercée sur lui, en tenant compte de son altitude. En fait un satellite maintient son orbite grâce à sa vitesse de déplacement , créant ainsi la force centrifuge nécessaire à sa satellisation. Plus il est bas, plus il doit aller vite. Autour d'un TN, la gravité est telle qu'il existe une altitude où la vitesse de satellisation est égale à celle de la lumière. C'est notre sphère, celle ci composée de photons, eux seuls atteignant la vitesse de la lumière.



Si nous descendions encore nous traverserions l'horizon des événements. Au moment du franchissement de l'horizon, il y a permutation de l'espace et du temps. Nous serions confrontés à notre futur, et il n'y aurait aucun moyen de ne pas "plonger" dans la singularité (de type spacial).



Mais après, face à la singularité, la relativité permet d’envisager l’existence d’anti-trous noirs, ou « fontaines blanches » par opposition. Il s’agirait en fait de la symétrie inversée du trou noir, une sorte de porte de sortie pour la matière qui s’engouffre dans ce puit sans fond. Si et seulement si notre TN était éternel et unique dans l'Univers. Ce qui n'est évidemment pas le cas. Donc pas d'issue de secours pour nous.

b) le trou noir chargé, statique, dit de Reissner-Nordstrøm

Nous sommes en présence d'un TN éléctriquement chargé. La solution de Schwarzschild n’est donc plus valable.
Nous avons observé qu’en franchissant l’horizon, il y a permutation de l’espace et du temps (impossibilité d'immobilité) , et bien dans un TN chargé elle se produit deux fois. En franchissant le deuxième horizon ( intérieur ou horizon de Cauchy), l’espace et le temps reprennent leur propriété, et il devient théoriquement possible d’éviter la singularité (de type temporel). Plus la charge du TN est importante et plus les deux horizons se rapprochent, à un certain stade, les deux horizons disparaissent, ne reste plus que la singularité dite nue.

(Tn chargé) La sphère de photons existe mais n'est pas représentée


Cette éventualité reste peu crédible aux yeux de nombreux physiciens, pensant que l’Univers s’applique une sorte d’autocensure. De plus aucun TN de ce type trou n’a pu être observé, car l’étoile qui lui donnerait naissance devrait être elle-même chargée électriquement, ce qui semble inconcevable en l'etat actuelle de nos connaissance.

Censure Cosmique (principe de Roger Penrose) : Si deux horizons d'un TN se rapprochent puis fusionnent et disparaissent, il reste la singularité nue. Quand elle n'est plus entourée d'un horizon, elle n'est plus isolée, la singularité devient le passé de certains points de l'espace-temps et interagit avec notre Univers. L'existance de "Courbes Temps" fermées est possible, autorisant une violation de causalité temporelle. Ce qui nous permetterait en fait de remonter le temps!!!!

c) le trou noir en rotation, chargé ou pas, dit de Kerr.

C'est le "chouchou", celui qui colle le plus à la réalité. L'étoile mère étant en rotation.
En résolvant les équations de la Relativité Générale au voisinage d'une masse en rotation. Le mathécien Roy Kerr met en évidence qu'au voisinage d'un objet massif en rotation, l'espace-temps, déformé par la masse, est entraîné lui aussi dans ce mouvement rotatoire.

Chute d'un corps dans le TN de Kerr


La déformation de l'espace-temps prend dans ce cas un autre aspect, et la singularité n'est plus concentrée sur un point mais sur un cercle à l'intérieur de l'horizon. De ce fait nous observerions donc 2 sphères de photons, sous forme d’ellipse. Aux pôles de celui-ci, les deux sphères se confondent. Plus la vitesse de rotation du TN est grande, plus l’éloignement entre les deux sphères est important. La sphère extérieure est contrarotative : les photons y circulent en sens inverse de la rotation du TN .



Si nous nous rapprochions encore nous pénétrions dans l'ergosphère. Cette région est délimitée par : la limite statique à l'extérieur, et par l'horizon externe à l'intérieur, rien ne pouvant rester immobile étant entrainé par l'espace-temps suivant le mouvement rotatoire du TN. Une fois dépassée la limite statique nous ne pourrions éviter la singularité mais le TN de Kerr possédant 2 horizons, plus le TN tourne vite sur lui-même, plus les deux horizons se rapprochent : la permutation de l'espace et du temps a lieu deux fois, et la singularité de type temporelle, est donc évitable. ( comme pour un TN chargé).



La singularité est alors en forme d'anneau et si on se rapproche d'elle autrement que par l'équateur, elle devient répulsive...Il est donc théoriquement possible de sortir d'un TN. Mais pour se retrouver où ?
Très bonne question!!! Et bien soit dans un univers négatif, soit dans un autre univers, soit toujours dans un autre univers mais qui serait en fait une partie différente de notre univers qui serait replié sur lui-meme.....



Le diagramme de Penrose ci dessous schématise les 2 premières "portes de sortie"



Trajectoire en bleu foncé: nous partons du passé de l'univers 1. Traversons l'horizon extérieur, puis l'horizon intérieur du trou noir. En évitant la singularité, nous pouvons même retraverser les horizons et réapparaître dans un autre univers.
Trajectoire en bleu clair: Traverser la singularité pour se retrouver dans "l'espace négatif".


Le trou noir a ainsi fait apparaître une infinité d'univers, et grace au passages de connexion que seraient les trous de verre, nous pourrions passer d'univers en univers.



Attention le TN de kerr est un TN entouré de vide absolu. Notre simple présence suffirait à le déstabiliser et rendre ainsi ce genre de voyage plus qu'improbable. Outre les radiations Gamma et la super gravité qui suffiraient emplement à nous tuer, tout ajout de matière (nous) annulerait cette hypothése.


CONCLUSION :

J'ai très mal à la tête, alors pourquoi parce que TN veut dire espace-temps, veut dire Big-Bang, veut dire singularité, veut dire mécanique quantique, veut dire gravitation quantique....Veut dire: une des clefs que nous offre l'univers pour mieux cerner sa véritable nature.
Et si nous n'avons pas encore tout pigé, "d'autres" peut-être.....

Sources :
L'univers dans une coquille de noix (Stephen Hawking)
Les trous noirs (Jean-Pierre Luminet)
http://www.astrofiles.net/article37.html
http://nrumiano.free.fr/Fetoiles/t_noirs.html
http://www.astronomes.com/c3_mort/p342_esptempstn.html
et Smith, Penrose, Salgado, etc....
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MessagePosté le: 19/10/2006 17:00:45    Sujet du message: Publicité

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Kalinoux
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MessagePosté le: 24/10/2006 19:41:23    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

Very Happy Hello à tous,

Je suis loin d'être une spécialiste du sujet des trous noirs mais je vous signale quand même ce lien qui date apparemment d'aujourd'hui :

http://www.futura-sciences.com/news-carte-trous-noirs-univers-proche-realisee-swift_

Citation:
Une carte des trous noirs de l’Univers proche réalisée par Swift
Source : Ambassade de France aux États-Unis, le 24/10/2006 à 14h32

Des scientifiques de la NASA ont utilisé les neuf mois derniers le satellite Swift lancé en 2004 pour scanner la totalité du ciel à plusieurs reprises et réaliser ainsi une carte recensant les trous noirs se trouvant à moins de 400 millions d’années lumière.

Cette carte recense plus de 200 trous noirs super massifs appelés AGN (Active Galactic Nuclei), soit beaucoup plus que toutes les études menées précédemment.

Carte du ciel recensant les trous noirs se trouvant à moins de 400 millions d’années lumière ---> voir photo sur le site

Les AGN possèdent une masse équivalente à des millions de milliards de Soleil réunis mais qui seraient confinés dans un espace de la taille de notre système solaire. Le terme «actif» de leur nom se réfère au processus d’ingurgitation de grandes quantités de gaz et d’étoiles se trouvant à proximité, et conduisant à des émissions impressionnantes d’énergie.

La mission initiale du satellite Swift consiste à étudier les bouffées de rayons gamma, mais il peut également être utilisé pour observer les rayonnements X à haute énergie, ce qui a incité les scientifiques de la NASA à l’utiliser pour cette étude.

L’étude a également révélé que la quasi-totalité des galaxies massives de notre Univers semblaient recéler un trou noir en leurs sein mais certains d’entre eux seraient dormants tandis que d’autres seraient restés actifs à l’image des AGN.


@+

Kalinoux
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psylocke
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MessagePosté le: 27/10/2006 11:42:33    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

Salut ici,

Oh je suis contente, ça y est Kalinou tu es arrivée au bout de mon exposé clap

Merci.

Juste une rectification sur la carte des TN ----> L'info existe sur le site de la NASA depuis le 10 mai 2006.

En voici la carte ( ça économise les clics Laughing ):




Amicalement
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psylocke
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MessagePosté le: 05/11/2006 19:11:27    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

Un éléphant dans un Trou Noir:

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=3362


ça trompe énormement...

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MessagePosté le: 11/11/2006 13:01:31    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

Bonjour à tous Salut

clap Psylocke

Nous en avions parlé de la dissipation des trous noirs mais là je suis Shocked

Mais il y a un truc qui me gène dans cette théorie et je la trouve de taille


Alors, les outils pour étudier les TN sont la physique quantique et...
- 1 absence de notion de temps ( de la flèche du temps ) car en physique cantique le temps n'es qu'un point de vue)
- 2 absences de notion et de règle unificatrice, car en quantique c'est la singularité qui est la règle
- 3 qu'un phénomène quantique par son observation et du fait modifié
Il y en a sûrement d'autre mais je ne suis pas assez sûr de moi pour continuer

Et bien voila le problème nous sommes dans le quantique, nous avons des résultats qui sont typique à la quantique ( à grande échelle) mais c'est les seuls outils actuellement qui permette d'appréhender le phénomène.

Mais la physique quantique, elle-même fait abstraction de certain paramètre qui sont une vérité sous certaine condition ( infiniment petit ) mais qui ne le sont plus dans l'infiniment grand, elle s'arrange avec la réalité.

Et c'est là tout le problème, la flèche du temps nous la connaissons tous, c'est un paramètre que nous connaissons, que nous subissons et qui est très mal connu, car nous la percevons avec nos outils ( relativité, physique cantique ) et elle est tout simplement exclue et mise comme une simple déformation de la courbure espace/ temps lier à la gravité...

Et avec cela, on nous explique que plusieurs réalités sont possibles, comme ils le disent ce n'est pas faux ( en quantique ) mais c'est pas vrai dans la réalité même avec les observations astronomiques.

Car rien ne prouve que le rayonnement de Hawking et son paradoxe soit totalement autre chose, c'est juste que nos outils (quantique , relativité , astronomie etc..) ne puissent l'observer et ne pouvons concevoir d'autre modèle

Ce qui me dérange c'est que cela et trop "quantique" et que c'est simplement une volonté très prononcé d'expliquer les phénomènes par "la quantique" comme l’a été « la relativité » en son temps, je pense que la quantique sur ce domaine à atteint ses limites car les résultats ne sont pas faux, mais ne sont pas vrais non plus.

Et je pense que la quantique ne pourra pas apporter de réponse claire à cette problématique

Je sais c’est vachement gonflé, ….
Mais je m’en fou …
Je le pense
tu m'as fait vraiment chauffer les neurones Psylocke mdr
Amicalement
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psylocke
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MessagePosté le: 14/11/2006 20:27:44    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

La cosmologie est la science des "Normands":

Pour le moment toutes les questions trouvent un début de réponse dans le fameux:

"P'te bein qu'oui, et p'te bein qu'non..."

En fait il ne faut pas perdre de vue, que nous n'avons pour l'instant QUE des théories, certaines plus folles que d'autres, mais certainement pas de certitudes absolues...

Et pour le moment nous avons grandement besoin d'une nouvelle théorie faisant coexister "quantique et relativité", l'infiniment grand et l'infiniment petit, c'est le but de Hawkins et consorts. Un graal cosmologique à porter de l'humanité.


Est ce possible? :

http://www.futura-sciences.com/news-trous-vers-centre-galaxies_9885.php


----> "P'te bein qu'oui, et p'te bein qu'non..."


Amicalement
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MessagePosté le: 15/11/2006 16:21:45    Sujet du message: Les Trous Noirs Répondre en citant

Bonjour Psylocke Salut

Je vais te faire une réponse à la Normande « peut-être bien que c'est vrai, peut-elle bien que c'est faux »

Plus sérieusement, je pense que tu as compris ce que je voulais dire. Wink

Car dans le poste que tu proposes ,tu sors du schéma habituel Okay , physique quantique et relativité.

Car la théorie de Linde est une nouvelle conception qui ne vient pas remettre en question les deux grands piliers de la physique moderne, mais essaie d'aboutir à autre chose.

Pour infos l’inflation chaotique à la Linde
pour infos la théorie du chaos

On pourrait noter avec certains « schémas » naissants que :
Citation:
une quantité arbitrairement faible d’énergie exotique négative
pourrait être justement liée à la flèche du temps , ceci pourrait amener à expliquer de façon plus claire le trou de verre ,non plus comme un chemin à travers l'espace, mais un chemin à travers le temps.

Car si on associe la théorie de Linde ou deux points ne se déplacent pas, mais c'est l'expansion qui augmente les distances, on commence à entre apercevoir des possibilités que la physique quantique a observées, que la relativité n'explique pas, mais que la théorie de Line laisse envisager.

De plus :
Citation:
s'ils possédaient une charge magnétique et donc un [url=http:/comprendre/g/definition-champ-magnetique_3878.php]champ magnétique [/url]radial.

c'est peut-être là donné que nous maîtrisons le moins, mais peut-être le fait indispensable pour maîtriser les trous de vers (je spécule mdr)

Donc bravo Psylocke je vois que tu mes suis dans ma démarche « utopique » me proposant des modèles de théorie qui change des sentiers de la bonne pensée

Pour Hawkins, lui-même la reconnu en défendant et abondant ses propres théories, il commence à avoir beaucoup de paradoxe, à vouloir unifier pour faire un saint Graal de la physique réunificatrice, ce n’est pas un peut vouloir rester dans la postérité, pour faire simple un petit problème d’ego de physicien qui selon sont école voit le monde par elle, et se cantonne à voir qui à raison ou tord, l(exemple type étant Ludwig Boltzmann qui voulant ne pas quitter son école ( la thermodynamique ) à vécu un drame car il a choisi entre son intuition du temps et sa fidélité à la tradition de la physique.

C’est pour cela que la position du Normand elle avance certes mais elle ralentit aussi et cloue des physiciens à une doctrine « volontaire » car remettre en cause son école « les siens » et de fait inconcevable.

Car la théorie de Boltzmann et aujourd’hui récupéré par tous les physiciens contemporains car la quantique a validé l’inconcevable. Et n’a pas remis en cause la ( la thermodynamique )
Demain sûrement dans les secteurs dont nous débattons, il en sera de même
Une nouvelle physique viendra compléter les manques de la physique actuelle sans remettre en question la physique …

Alors les trous de ver …..
Sûrement : et j'irai même pousser le bouchon un peu plus loin, je pense que les trous de vers sont plus courant que nous l’imaginons, car nous voyons ça comme quelque chose de stable, bien positionné, si nous prenons en compte la théorie de Line ainsi que la flèche du temps se doit être vraie, mais juste pour un Moment donné.
Donc pour ce moment, le trou de verre existe, mais la seconde après il n'est plus la.
Car les variables ont changé.
Mais cela ne veut pas dire que nous ne pouvons pas la retrouver ou revenir à ce moment par un autre trou de verre qui lui aussi n’existe que pour cet instant.

Et cela permettrait d'avoir une carte spatiale pour au loin un point à Un autre sans « notion de temps ». Mais aussi cette carte aurait les données temporelles pour prendre les trous de verre les mieux adaptés….

Ce schéma correspond plus à l'idée que je m'en fais, plutôt qu’un trou de vers stables au centre de nos galaxies.

J'avoue que je me suis laissé emporter Embarassed mais le débat est vraiment plaisent et nous entraîne sur le terrain de l'ufologie doucement mais sûrement ( c’est vraiment sous jacent) isi
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MessagePosté le: 09/05/2007 18:38:53    Sujet du message: Les trous noirs sont-ils des passages vers d'autres Univers? Répondre en citant

Les trous noirs sont-ils des passages vers d'autres Univers ?

Selon une nouvelle étude, les objets que les scientifiques appellent des trous noirs pourraient être en fait des trous de ver menant à d'autres Univers. Si cette hypothèse était confirmée, elle permettrait de résoudre une énigme quantique connue sous le nom de paradoxe de l'information du trou noir ; cependant les critiques pensent qu'elle soulèverait également des problèmes nouveaux, le premier d'entre eux étant celui de la formation de ces trous de vers.


Un trou de ver pourrait ouvrir un passage vers un autre Univers


Un trou noir est un objet dont la zone de gravité possède une influence si puissante que tout ce qui s'égare à l'intérieur d'une limite appelée horizon des événements, y compris la lumière, ne peut s'en échapper. La théorie de la Relativité Générale d'Einstein montre qu'un trou noir peut se former dès que la matière est confinée dans un espace suffisamment restreint. Bien que les trous noirs ne puissent pas être observés directement, les astronomes ont identifié de nombreux objets cosmiques comme appartenant à cette espèce, en se basant sur la façon dont la matière leur tourbillonne autour.

Mais les physiciens Thibault Damour de l'Institut des Hautes Etudes Scientifiques de Bures-sur-Yvette, et Sergey Solodukhin de l'université internationale de Brême en Allemagne, affirment désormais que ces objets pourraient être en réalité des structures appelées trous de ver.

Un trou de ver est une déformation du tissu de l'espace-temps qui connecte un endroit à un autre. Si l'on imagine notre univers comme une feuille bidimensionnelle, on peut représenter un trou de ver comme une sorte de "gorge" reliant notre feuille à une autre. Dans un tel scénario, l'autre feuille pourrait être un univers différent, possédant ses propres galaxies, étoiles et planètes.

Damour et Solodukhin ont étudié ce à quoi pourraient ressembler de tels trous de ver et ont découvert avec étonnement qu'ils imiteraient les trous noirs que nous connaissons à un point tel qu'il nous serait pratiquement impossible de faire la différence.


Le rayonnement de Hawking

La matière tourbillonnerait autour d'un trou de ver de la même manière qu'autour d'un trou noir, les deux types d'objets déformant de façon identique l'espace qui les entoure.

On pourrait espérer les distinguer par le rayonnement de Hawking, cette émission de particules et de lumière qui ne devraient provenir que des trous noirs et auraient un spectre énergétique caractéristique. Mais ce rayonnement est si faible qu'il serait complètement noyé par d'autres sources, telles que le fond cosmique micro-onde, vestige du Big Bang, et qu'il serait inobservable en pratique.

Une autre différence que l'on pourrait espérer exploiter est que les trous de ver, contrairement aux trous noirs, n'ont pas d'horizon des événements. Cela signifie que ce qui pénétrerait dans un trou de ver pourrait en revenir "intact". En fait, les théoriciens indiquent qu'un certain type de trou de ver boucle sur lui-même, de sorte qu'il ne débouche pas sur un autre univers, mais mène à sa propre entrée.


Un audacieux plongeon

Mais ceci ne fournit pas un test infaillible non plus. Selon la forme du trou de ver, il pourrait falloir des milliards et des milliards d'années pour que ce qui y rentre en ressorte. Même les plus anciens trous de ver de ce type dans notre univers n'auraient pas eu encore le temps de nous retourner quoi que ce soit.

Il semble que la seule façon de procéder pour faire la différence soit de faire un plongeon audacieux à l'intérieur. Ce serait un jeu dangereux, parce que si c'est un trou noir, la gravité incroyablement intense à l'intérieur éparpillerait tous les atomes du corps y pénétrant. Et quand bien même il s'agirait d'un trou de ver, les forces en jeu pourraient encore lui être fatales.


Un mouvement de yo-yo

En supposant que l'on survive à l'expérience, et que le trou de ver ne soit pas symétrique, on pourrait finalement se retrouver de l'autre côté, dans un autre univers. Mais sans autre action, le trou de ver tendrait à nous réaspirer et à nous ramener vers son ouverture dans notre univers. "Le vaisseau spatial subirait un mouvement de yo-yo, indique Damour, à moins d'utiliser ses moteurs pour échapper à l'attraction du trou de ver et explorer l'espace de l'autre côté.

Mais quelqu'un qui vous attendrait d'un coté ou de l'autre devrait sans doute attendre des milliards d'années avant d'avoir de vos nouvelles, le temps de passage pourrait être affreusement long.

Un tel délai rendrait impossible les communications entre les univers. Mais ce retard pourrait devenir plus petit avec de plus petits trous de ver. Si un trou de ver microscopique pouvait être découvert, voire fabriqué, le temps de transfert pourrait se réduire à quelques secondes, indique Solodukhin, rendant potentiellement réalisable la transmission bidirectionnelle.

Stephen Hsu de l'université de l'Orégon, qui a étudié la formation des trous noirs et les propriétés des trous de ver, est d'accord avec le fait que la distinction entre les deux types d'objets par des observations est en pratique impossible, du moins avec la technologie actuelle.


Une matière exotique

"La propriété la plus importante d'un trou noir, c'est-à-dire l'existence d'un point de non retour, n'est pas quelque chose que nous pouvons tester à l'heure actuelle," déclare-t-il. Toujours est-il que, selon lui, les objets que l'on soupçonne être des trous noirs en sont probablement plutôt que des trous de ver. Il existe des scénarios plausibles pour expliquer leur formation, comme l'effondrement d'une étoile massive, alors que celle des trous de ver n'est pas claire.

"Les trous de ver qui pourraient être confondus avec des trous noirs macroscopiques exigent, pour rester stables, la présence d'un certain type de matière exotique. Et rien n'est moins sûr qu'une telle matière existe," affirme le scientifique.

Solodukhin indique qu'un trou de ver pourrait se former plus ou moins de la même façon que les trous noirs, lors de l'effondrement d'une étoile. Les physiciens pensent que c'est le processus normal de formation d'un trou noir, mais pour Solodukhin, des effets quantiques pourraient stopper l'effondrement juste un peu avant la formation du trou noir, et conduire à celle d'un trou de ver.

Selon lui, ce mécanisme pourrait même être inévitable dans une vision plus complète de la physique unissant la mécanique quantique et la gravitation. S'il a raison, alors partout où l'on s'attend à ce que des trous noirs se forment, des trous de ver se formeraient à la place.


Des trous noirs microscopiques

Et il pourrait exister une façon de tester cette conjecture. Certains physiciens pensent que les futures expériences dans les nouveaux accélérateurs de particules pourraient produire des trous noirs microscopiques (voir notre news: Théorie: les physiciens créeront-ils un jour des "saturnes noirs" ? ).

De tels minis trous noirs émettraient des quantités mesurables de radiations de Hawking, démontrant par là même qu'ils en sont et non pas des trous de ver. Mais si Solodukhin a raison, et que des trous de ver microscopiques se forment à la place, aucun rayonnement de ce type ne doit exister.


La résolution d'un paradoxe

Un avantage supplémentaire de cette théorie des trous de ver est qu'elle pourrait résoudre le paradoxe de l'information du trou noir. La seule forme sous laquelle quelque chose s'échappe d'un trou noir est celle d'un rayonnement de Hawking, mais la façon dont ce rayonnement diffuse des informations sur l'objet qui a été avalé est mal expliquée. L'effet de brouillage de l'information est en conflit avec la mécanique quantique, qui interdit la perte d'information sur un objet tombant dans un trou noir (voir le paragraphe Le rayonnement de Hawking et son paradoxe dans notre news: Théorie: un trou noir, son horizon des événements et... un éléphant ).

"En théorie, les trous de ver sont plus adaptés que les trous noirs parce que tous ces problèmes de perte d'information ne se présentent pas," indique Solodukhin. Comme les trous de ver n'ont pas d'horizon des événements, la matière est libre de s'en échapper sans avoir été initialement convertie en rayonnement de Hawking, et l'énigme de l'information perdue n'existe plus.

Pour en savoir plus: L'article de Thibault Damour et Sergey N. Solodukhin "Wormholes as Black Hole Foils" (pdf en anglais)

Source Arrow http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=4016
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MessagePosté le: 22/06/2017 16:21:12    Sujet du message: Les Trous Noirs

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