Comment -> par effondrement stellaire ou agglomération stellaire (cas particulier avec le big bang)
Propriétés -> bah 3 et seulement 3 (théorème des poils) : masse, moment cinétique et charge
entropie : S=A*c³k/4ħG
avec c vitesse de la lumière, k, constante de Boltzman, ħ constante de Dirac, G constante de gravitation et A l'aire de l'horizon des évènements.

Cela dit, je me demande pourquoi cette entropie t'intéresse, elle n'est pas exactement l'entropie de la thermodynamique, c'est une entropie gravitationnelle intrinsèque.

Mes questions n'étaient que pour lancer le sujet. Si vous voyez un truc plus intéressant a dire, n'hésitez pas.

Phil642 a écrit:

shellorz a écrit:

Comment -> par effondrement stellaire ou agglomération stellaire (cas particulier avec le big bang)
Propriétés -> bah 3 et seulement 3 (théorème des poils) : masse, moment cinétique et charge
entropie : S=A*c³k/4ħG
avec c vitesse de la lumière, k, constante de Boltzman, ħ constante de Dirac, G constante de gravitation et A l'aire de l'horizon des évènements.

Cela dit, je me demande pourquoi cette entropie t'intéresse, elle n'est pas exactement l'entropie de la thermodynamique, c'est une entropie gravitationnelle intrinsèque.

Tu peux me donner la marque de ce que tu fumes?



Je sors je sors ==>

Les questions sont intéressantes

ouais je sais, j'ai plus de moquette chez moi à force...

je développe :
formation des trous noirs : effondrement (d'une étoile sur elle-même en fin de vie si elle est suffisamment massive) ou agglomération stellaire (cas d'étoile cannibales du type étoile à neutron -déjà bien dense- qui bouffe petit à petit son compagnon stellaire) ou cas particulier du big bang ou la théorie prévoit la formation de micro trous noirs (dits primordiaux) dans la jeunesse de l'univers.

quelles sont leurs propriétés :
le "no hair(s) theorem" (absence de poils /ou de cheveux) stipule que les seules informations que l'on ait sur un trou noir dans son référentiel ne peuvent être que sa masse, son moment cinétique (son "tournoiement") et sa charge (éclectrique). Récemment, sa charge magnétique a été ajouté à la liste. Les informations concernant la matière/énergie qui y est piégée n'existent plus.

"Pourquoi les modèles classiques échouent à calculer leur entropie ?"  :
Je vais essayer de faire un topo de la situation. L'entropie en thermodynamique, c'est "en gros" le désordre, le chaos dans son caractère irréversible, perdu sous forme de chaleur non récupérable. La calculer n'est pas évident. C'est ce qui rend les choses compliquées. C'est pourquoi, en TH, il est généralement plus facile de calculer la différence d'entropie plutôt que sa valeur absolue. L'intérêt d'un tel calcul est de pouvoir ensuite calculer l'énergie libre d'un système, c'est-à-dire, l'énergie potentiellement utilisable.
L'entropie ne peut que croître (second principe de la thermodynamique). Un système isolé ne peut que devenir que plus chaotique avec le temps.
-- voilà pour la thermodynamique, revenons aux trous noirs
quand Hawking étudia les trous noirs, il s'aperçut que l'aire de l'horizon des évènements (en gros, "la surface du trou noir") augmentait plus que ce qu'elle devrait quand ce dernier absorbait de la matière ou lorsqu'il fusionnait avec un autre trou noir. Pour schématiser grossièrement, c'est un peu comme si vous ajoutiez 10 grammes sur le plateau d'une balance et que l'aiguille se comporte comme si on en avait ajouté 12. Ce phénomène qui n'est a priori que gravitationnel lui a fait penser au phénomène thermodynmique qu'est l'entropie. Il l'a appelé ainsi car il y avait beaucoup de similitudes (je passe les détails) entre les deux notions. L'entropie "trou noir", fonction donc de l'aire du trou noir se calcule donc ansi pour une métrique de Schwartzschild (trou noir "idéal" sans rotation) : S=A*c³k/4ħG (ou bien en variables réduites : S=A/4 (bekenstein). L'analogie avec la thermo s'arrêtait là car la variation d'entropie étant donnée par la chaleur reçue divisée par la température du système, le système "trou noir" n'ayant aucune température (aucun rayonnement T=0), tout ajout de chaleur au trou noir devrait donner une augmentation d'entropie infinie. Mais Hawking a découvert (via la théorie quantique des champs) le fameux rayonnement qui porte son nom, rayonnement qui "évapore" les trous noirs (plus le trou noir est massique, plus le rayonnement est faible) et qui donc donne une température au trou noir (température de corps noir) qui frise le 0 absolu mais n'est pas 0. Du coup l'entropie gagnée devenait grande mais ne divergeait pas. Du coup, cette entropie "gravitationnelle" pouvait être "cohérente" avec l'entropie thermodynamique.
Maintenant sur la question du calcul de cette entropie, je suis circonspect. Autant le calcul de l'entropie en thermoD amène à connaître l'énergie libre d'un système, autant le calcul de celle d'un trou noir n'est pas très représentative. Hawking lui-même se demande ce qu'elle peut représenter physiquement et beaucoup pensent que la réponse se trouve dans les futures théories de la gravité quantique. Hawking pense qu'il y a peut-être là une manifestation de la gravité dans l'entropie qui d'habitude ne se voit pas car trop faible. Si je me souviens bien, il est je crois de ceux qui pensent que la gravité a un rôle prépondérant dans la façon dont la mécanique quantique fonctionne.


Je pense que les trous noirs fascinent les gens car ils sont les plus gros et plus puissants "objets" de l'univers, qu'ils symbolisent pour beaucoup le "néant" et "l'irréversible" et aussi parce qu'ils sont plus "simples" à imaginer que d'autres objets.

Je me suis souvent posé des questions comme : comment détecter l'absorption de matière noire dans un trou noir ? La matière noire n'est-elle pas responsable de l'entropie? Pareil pour l'énergie noire "avalée par le trou noir". D'ailleurs, je crois que certains pensent qu'un candidat possible à la matière noire serait le micro trou-noir "stable". Pourquoi ne rayonnerait-il pas ?

Dans l'hypothèse de la désintégration protonique (theorie jamais confirmée), les protons avalés par les trous noirs seraient les derniers à survivre à une fin de l'univers du type "heat death", jusqu'à ce que ces trous noirs s'évaporent.

Bonne vulgarisation sur les trous noirs : la série "The Universe" sur History Channel.

le trou noir, c'est en gros ce qu'il y a au delà de l'horizon des évènements (une sphère -plus ou moins aplatie selon la vitesse de rotation - d'où ne sort aucune lumière).
Le point dont tu parles est la singularité, c'est à dire un endroit où les règles classiques de l'espace-temps ne s'applique plus. le trou noir, c'est "l'objet" pas sa gravité.

La masse happée participe à faire grossir le trou noir. Elle est réduite au bout d'un moment à ses composants les plus élémentaires en allant sans jamais a rejoindre vers la singularité.

Une étoile, c'est une sacrée masse qui devrait normalement s'effondrer sur elle-même sous le coup de sa propre gravité mais les réactions de fusion nucléaire qui y règnent repoussent les couches vers l'extérieur. Et cela donne un équilibre. Quand l'étoile n'a plus de "carburant", il n'y a plus assez de "poussée" pour empecher les couches de s'effondrer sur elles mêmes ; s'il y avait assez de matière alors , trou noir.

Pour une étoile à neutron qui mange son compagnon, l'étoile absorbe par gravitation des morceaux de l'étoile partenaire. Elle n'a pas besoin de réduire sa taille. Elle est dans une taille critique (pas suffisamment massive pour s'effondrer plus loin - lutter contre les forces de répulsions nucléaires). Une fois qu'il y asuffisamment de masse : trou noir.

Oulah, non.  D'abord, au bout d'un moment, après avoir été déchiquetée sous les forces de marées la matière va avoir tendance à se neutroniser (électrons et protons fusionnant) puis on peut imaginer une soupe de quarks et puis  peut-être autre chose plus loin (mais seule une théorie valable de gravité quantique pourrait nous le dire). Mais en tout cas, elle ne "ressort" pas. Un trou noir rayonne de l'énergie, certes, mais pas des particules (cela irait contre les lois de la physiques qui les y ont fait entrer) et c'est une énergie modeste (de quelques Kelvin).
Les jets axi-polaires que tu évoques sont créés par de la matière "autour" du trou noir. Il ya de la mAtière hautement chauffée et ionisée en rotation, des champs magéntiques puissants donc et du coup éjection de particule avec une forte énergie, hors de la zone d'accrétion... mais pas depuis le trou noir.
Pour répondre à ta simplification, l'horizon des évènements est la limite pour une particule allant à la vitesse de la lumière (un photon ). Pour une particule massive, voire pour un vaisseau, la limite du "goodbye" est encore plus éloigné du "centre" du trou noir. Certains bouquins de SF s'amusent à utiliser les trous noirs pour accélérer les vaisseaux par effet catapulte (un peu comme on utilise Jupiter ou Saturne pour accélérer nos sondes spatiales par exemple). Et là, faut pas se gourer sur la trajectoire...

Eme a écrit:

Les trous noirs ont bien une densité infini et un champ magnétique extrêmement puissant non ?

Certains trous noirs sont censés avoir un champ magnétique. Mais ce qui est observé c'est le champ magnétique créé par la matière autour du trou noir (un champ magnétique est créé par toute circulation de particule chargées qui n'est pas linéaire).

Quant à la densité infinie, c'est une notion qui n'a pas de sens. On peut concevoir la densité "moyenne" (masse du trou noir /volume de l'horizon des évènements) mais au niveau de la singularité la notion d'espace est difficilement exprimable. Donc difficile de parler de densité. Mais l'idée est là oui, une densité qui tend vers l'infini quand on se rapproche de la singularité. Mais qui sait ? Peut-être y a-til une limite à la compression de la matière et dans ce cas, il n'y a pas d'infini...