Reprise du message précédent :

Oui aussi. Ca donne une idée de la masse du bouzin.

Me semble qu'il y a des trous noirs très grands. Dont certains auraient une densité comparable à celle d'un liquide. Pas nécessairement un truc très lourd et tout petit donc. À confirmer quand même. Mais je sais pas si cette idée du trou noir ponctuel infiniment lourd est pas fausse en fait. Et je parle bien du corps lui-même, et non de l'horizon qui n'est qu'une limite immatérielle.

Ça doit dépendre de la définition que tu donnes. Si le trou noir c'est tout l'espace avec de la matière contigüe on doit pouvoir arriver à des densités moyennes faibles.

Reste à définir contigüe  

 
qui s'approche en tapinant ?  

Tutafé

Le rayon de l'horizon augmente LINEAIREMENT avec la masse

R = 2GM/c²

Alors que le volume extérieur qu'on en déduit augmente avec le CUBE de ce rayon. Donc le ratio de la masse sur le volume, la masse volumique, donc, est donc en 1/M². Les plus gros trous noirs (qq milliards de masse solaire) ont une masse volumique apparente inférieure à celle de l'air. Et un trou noir de masse univers aurait environ la densité... de notre univers.

En terme technique on exprime ça en disant que le trou noir n'est pas un objet dense mais un objet compact. La compacité ξ est définie par le ratio du rayon R de l'objet avec  son demi-rayon de Schwarzschild (ou rayon gravitationnel)  Rs=GM/c². La compacité peut s'interpréter comme le ratio de l'énergie potentielle gravitationnelle de l'objet (GM²/R) par son énergie de masse (Mc²).

ξ = GM/Rc²

Le trou noir a par définition une compacité maximale.

 
 
un petit diagramme aide à bien se le représenter
 

Mais du coup en ne considérant PAS le rayon de l'horizon, on peut avoir une densité faible 'comme un liquide' ?  

Un liquide noi'

 
 
Terre  
Masse => 5,9736×10(24) kg
Rayon moyen volumétrique => 6 371,008 km
 
le Soleil
Masse (M☉) => 1,9891 × 10(30) kg
Diamètre moyen => 1 392 684,000 km
 
Jupiter
Masse => 1,8986×10(27) kg
Rayon moyen volumétrique => 69 911,000 km
 
source: Wikipédia  

 
si tu ne considères pas le rayon de l'horizon, tu considères la singularité cachée dedans. et là, je pense qu'on ne parle plus de compacité mais de densité, et en ce cas, elle tend vers l'infini, mais ça, on n'en sait rien vu que l'horizon nous la masque et qu'on n'a jamais observé une singularité nue, donc en fait, on a strictement aucune idée de sa forme et taille dans la sphère décrite par l'horizon. je me souviens avoir lu qu'en fonction de la nature du trou noir (kerr ou schwarzild), la singularité pourrait être en anneau ou ponctuelle. Gilga, si je dis une immense connerie, flagelle moi.

Ca n'a pas vraiment de sens de parler de densité d'un trou noir en fait . Seule la masse compte.

Et les naines rouges?

Correct  

J'ajouterais que typiquement, dans les théories de gravité quantique, la matière devrait atteindre une densité planckienne (~1e96 kg/m3).

Il faut aussi mentionner que la métrique (la façon de mesurer les distances) n'est pas une chose simple à définir sous l'horizon, et la notion même de volume interne est un problème ouvert.

c'est fascinant ce que vous dites

c'est tellement

Le coup de l'anneau, j'ai déjà lu ça ou entendu ça quelque part, comme quoi la singularité pourrait être  en fait un genre de donut.
 
Et alors la question à 100 balles : "mais y'a quoi dans le trou du donut ? "

dans un trou noir en rotation
pareil dans le trou qu'autour

 
On ignore de la savoir, mais au plan théorique, ce que ça a de fascinant c'est que dans ce cas on peut envisager des géodésiques (des trajectoires de chute libre) qui évitent la singularité.

 
 
On est d'accord alors, j'avais pris peur avec le "Tutafé" de Gilga qui n'avait pas vraiment du lire le post auquel il répondait

Autant le point je comprends, autant un anneau.  

Du coup y a-t-il des theories sérieuses qui postulent que notre univers est un trou noir géant ? Est-il possible d'avoir des trous noirs à l'intérieur de trous noirs ?  

 
Oui, j'en ai entendu une il y a quelques semaines justement, sur je sais plus quelle émission où il parlaient entre autre de Susskind et de la théorie holographique.
 
Et, justement, un truc que j'ai noté que dans leurs explications c'est qu'il semblait évident que le trou noir c'est la surface définie par l’Horizon des événements. Et que la masse inconnue au centre c'est la singularité.
 
Hors je lis souvent, et ici aussi, que le trou noir c'est la singularité.
 
Gilga, tu peux trancher ou pas ?

je suppose que c'est une synecdoque

 
et ça a quoi comme implication ?

²²²

 
Que tu peux tomber dans un trou noir sans finir écrabouillé sur la singularité. Tu ne peux quand même pas ressortir et tu vas avoir un paquet de problèmes mais techniquement tu ne finiras pas comme un moustique sur pare-brise.

ah, d'accord

Tu ne serais pas brulé avant par la lumière et autre au niveau de l'horizon des événements?

 
j'imagine qu'on a pas trop d'idée de la nature que revêt la matière "exotique" à de telles densités.... un plasma de quarks/gluons ou encore autre chose ?
 
déjà, entre un kerr (en rotation) et un schwarzild (sans rotation), j'imagine que la rotation de l'espace-temps dans un cas, et pas dans l'autre change grandement les choses.... ensuite, intuitivement, j'aurai tendance à dire que bien qu'un volume soit surement présent entre la singularité et l'horizon (sous quel nature ,), le champs gravitationnel courbant les géodésiques d'espace temps fait qu'on ne doit pas pouvoir sortir du cône de lumière, très restreint, et donc, on ne peut sortir de la géodésique qui nous a fait passer l'horizon des événements ?......

 
Si c'est un trou noir supermassif et qu'il est calme (donc pas en train d'avaler une étoile ou des nuages de gaz) le franchissement de l'horizon des évènements en lui-même ne doit pas être un problème. Après on est d'accord que ça risque de très mal se passer ensuite.

C'est un peu ce qu'explore Lee Smolin dans la théorie de l'évolution cosmique.

Le plasma quark-gluon serait déjà un des états dans les étoiles à neutron, voire étoiles à quarks, voire étoiles étranges (à base de mésons/baryons comportant des quarks étranges).
Je pense que c'est même l'espace-temps qui a des propriétés un peu exotiques à ce niveau... il faut faire intervenir le principe d'incertitude, etc... peut-être la gravitation quantique à boucles a des réponses.

 
le trou noir est formé par la singularité ainsi que l'horizon des événements. au sein de chaque trou noir, peu importe sa nature (3 facteurs décrivent un trou noir : sa charge electrique (ou non), son moment cinétique (ou non) et sa masse) trône une singularité.
 
la singularité et sa densité (on en parlait quelques posts au dessus) courbe tellement l'espace temps que le champs gravitationnel jusqu’à une certaine distance de la singularité ( cette distance comme expliqué par gilga, et donc le volume total du trou noir, étant directement proportionnel à sa masse) empêche la lumière de s'échapper, d'où la formation d'un horizon des événements derrière lequel on ne voit pas ce qui se passe.
 
donc tu ne peux avoir un trou noir sans singularité, mais le trou noir n'est pas QUE la singularité, c'est la singularité + le volume entre la singularité et l'horizon, horizon compris.

 
je vais surement dire une connerie, mais a de telles densités, la matière peut elle encore exister sous une forme "matérielle" ou bien il faut considérer qu'elle a adopté une forme énergétique quelconque ? (plasma de cordes ? ).

Et d'ailleurs, il y a singularité (courbure infinie / densité infinie) seulement dans le cadre de la relativité générale, du moins c'est une démonstration mathématique de Roger Penrose comme quoi quelque soit la distribution de masse, rotation, etc... dès lors que l'on atteint le rayon de Schwarzschild, la singularité est inévitable.
Cependant, on sait à ces échelles que les phénomènes quantiques ne sont pas à négliger, et il est bien possible que la singularité soit évitée par justement les phénomènes quantiques.

 
 
hummmm, justement, la théorie de la gravitation quantique à boucles semblerait autoriser la formation de singularités "nues" de ce que j'en ai lu récemment

Tout dépend ce que tu entends par matérielle. Si on l'étend à son sens le plus général : des fermions, puisque c'est bien la forme fermionique qui confère une certaine stabilité à la matière (voir par exemple le rôle du principe d'exclusion de Pauli dans la stabilité des atomes, puis des naines blanches, ou des étoiles à neutrons, puisque cela génère une certaine forme de pression [de dégénérescence]).
 
Pour moi, une hypothétique étoile étrange (constituée de baryons étranges, ça reste des baryons, et donc des fermions) ou bien des étoiles à quarks (qui sont les constituants que l'on considère aujourd'hui comme élémentaires, au même niveau que les électrons, qui sont un représentant de la famille des leptons). Cela reste encore une forme matérielle de matière.

Ch'uis pas assez spécialiste pour en parler. Mais entre ce qui est autorisée mathématiquement (parce qu'on n'a pas encore bien compris comment manier les équations ou les grandeurs pas forcément encore bien définies) et la réalité physique.
 
Les exemples les plus médiatisés en RG sont par exemple l'espace-temps vide de Gödel en rotation qui parcourt le temps dans le sens futur vers le passé.
Ou bien les trous blancs dans la métrique de Kruskal-Szekeres.
Ou bien les tachyons de la relativité restreinte
etc...

 
oui je suis d'accord avec tout ça, mais considérant la densité de planck, je me demandais si des fermions comme les quarks ont encore un sens, ou si justement on n'a pas encore une ultime forme.....

 

 
en tous cas, je trouve ça absolument passionnant

Il y une vieille proposition de Lee Smolin (dans les années 90) que l'effondrement aboutirait à un rebond qui donnerait naissance à un nouvel univers connecté au notre par la "singularité" (qui n'en serait plus une). Cela ne fait pas de ce nouvel univers l'intérieur d'un trou noir.

La caractéristique essentielle d'un trou noir, c'est le shift des coordonnées. Hors d'un trou noir on peut parcourir les dimensions spatiale dans tous les sens, et le côté inexorable du passage du temps est assumé par la coordonnée temporelle. Au passage de l'horizon, la coordonnées temporelle devient singulière et le côté inexorable du passage du temps est assumé par la coordonnée spatiale : la coordonnée radiale est forcément décroissante, cad qu'on se dirige forcément vers r=0 (vers la singularité), il n'y a aucune trajectoire possible à r croissant (vers l'horizon). Bon, bah clairement c'est pas le cas dans notre univers. On va où on veut, donc on n'est pas dans un trou noir.

Le trou noir est définie par son horizon, c'est le seul objet que l'on maîtrise bien au plan théorique. Quand a ce qu'il contient, on peut considérer au premier ordre que c'est vide. Carrément.

Il est bon je pense de rappeler que "singularité" est un terme mathématique qui signifie : point (ligne, surface, volume, ce qu'on veut) pas ou mal définie. Par exemple l'ordonnée de la fonction 1/x en 0. Le point est "intraitable",  et intuitivement je pense que chacun peut comprendre qu'on ne va pas le mettre au centre d'un édifice théorique, tant qu'on n'a pas la théorie pour le gérer proprement.

C'est peut être un shift par rapport à une autre type d'univers, le donc est presque ambitieux dans ta phrase.