Question d'origine :
Afin de mieux comprendre la notion de "Trou Noir" je voulais savoir si on peut comparer le trou noir à ce qui se passe avec la pression, par exemple lorsque l'on empêche l'air de s'échapper d'une pompe à vélo? L'air dans la pompe se comprime dans un espace plus petit, est ce la même idée avec la concentration de masse du trou noir?
Ce qui voudrait dire si c'est juste, que la matière se concentre dans un espace plus petit? Mais si le trou noir engloutit tout sur son passage, il devrait plutôt s'agrandir dans l'espace et alors grandissant, il y aura moins de cette "force"/ "concentration"? Comment en arrive-t-on au fameux Big Bang dans ce cas?
Je ne sais pas si tout cela est juste et il s'agit de bien plus d'une question...En tout cas, merci beaucoup pour vos réponses!
Réponse du Guichet
gds_db
- Département : Equipe du Guichet du Savoir
Le 09/09/2014 à 15h16
Bonjour,
Le trou noir est un phénomène physique que notre esprit à du mal à se représenter.
C'est une région de l'espace où le champ gravitationnel est extrêmement fort. Il aspire tout, si bien que rien ne peut s'en échapper. Il est si intense qu'il piège même la lumière. La matière est happée par le trou noir qui l'étire, la déchire, la détruit et l'engloutit.
Nous vous proposons tout d'abord cette petite vidéo qui explique de manière simplifiée ce qu'est un trou noir :
Ce que l'on observe c'est ce qui tourne autour de lui. Des étoiles gravitent au-delà du rayon de Schwarzschild et la matière qui tombe dedans, émet des rayonnements caractéristiques. Des jets de gaz peuvent être à l'origine de la fabrication de galaxies.
Lorsque le trou noir a tout absorbé autour de lui, il devient moins actif et devient invisible. C'est ce qui est expliqué dans cette vidéo :
Vous découvrirez quelle est l'Influence du trou noir sur son environnement dans la vidéo suivante :
Il existe plusieurs types de trous noirs : les trous noirs stellaires sont les vestiges d'étoiles mortes. Ils sont nés d'une étoile qui s'est contractée, comprimée.
Il existe aussi des micro trous noirs qui se sont formés au moment du Big Bang, des trous noirs intermédiaires, récemment découverts et des trous noirs supermassifs présents au centre des galaxies.
L'analogie que vous faites avec la pompe à vélo peut être utilisée pour démontrer que l'air comprimé s'échauffe.
Lorsque la pression augmente, la température s'élève elle aussi ainsi que la production d'énergie.
La matière aspirée dans un trou noir est comprimée et se réchauffe tellement fort qu'on peut détecter un rayonnement X intense.
Mais l'analogie semble s'arrêter là car les trous noirs présentent d'autres particularités physiques plus complexes.
Alors que la pression dans le tube à vélo est identique en n'importe quel point, dans le trou noir, la masse est concentrée en un point appelé "singularité".
En effet, un trou noir comporte une singularité centrale dont la densité est très élevée, et une zone vide, de "non-retour", à l'intérieur du rayon de Schwarzschild.
Quant à vos interrogations sur l'expansion de l'univers et la théorie du Big Crunch, les scientifiques n'ont pour l'heure aucune certitude de cette issue de notre univers.
C'est une théorie.
Le Big Crunch désigne un modèle cosmologique en quelque sorte symétrique au Big Bang dans lequel un univers clos finit par se recontracter après une phase d’expansion.
Le scénario du Big Crunch
Dans cette phase finale de l’univers, la température et la densité augmenteront à nouveau, détruisant les structures matérielles comme les galaxies, les planètes, les atomes et même les nucléons. Le cosmos retournera donc à un état de plasma de quarks et de gluons. Dans le cadre de ce modèle, si l’on n'emploie que les équations classiques de la relativité générale pour décrire l’espace-temps, une singularité gravitationnelle sera atteinte : l’espace et le temps disparaîtront avec la matière qu’ils contiennent. Toutefois, des effets quantiques, comme ceux que l’on retrouve dans la théorie des supercordes ou la théorie de la gravitation quantique à boucles, pourraient empêcher la formation de cette singularité. L’univers atteindrait une taille minimale avant de rebondir pour une prochaine phase d’expansion. La découverte de l’expansion accélérée de l’univers suggère qu’elle ne prendra jamais fin, et donc que le Big Crunch ne se produira pas.
source : Futura sciences
Ce scénario, en l'état actuel des connaissances, ne semble pas être le plus probable à l'échelle de l'univers puisque selon les dernières données issues du satellite Cobe, l'univers est en expansion accélérée. Néanmoins, ce scenario de Big Crunch pourrait être envisageable à une échelle locale.
Nous vous invitons à lire les documents suivants qui répondront peut-être à vos interrogations, tout en ayant bien à l'esprit que les trous noirs restent encore mystérieux pour nos chercheurs :
- Etoiles, galaxies, trous noirs / Michel Cassé, Marc Lachièze-Rey, Jean-Pierre Luminet
- Trous noirs : la guerre des savants / Leonard Susskind
- Les trous noirs en pleine lumière / Michel Cassé
- Le beau livre de l'univers / Jacques Paul, Jean-Luc Robert-Esil
Cette autre vidéo sur les trous noirs pourra également vous intéresser :
Le trou noir est un phénomène physique que notre esprit à du mal à se représenter.
C'est une région de l'espace où le champ gravitationnel est extrêmement fort. Il aspire tout, si bien que rien ne peut s'en échapper. Il est si intense qu'il piège même la lumière. La matière est happée par le trou noir qui l'étire, la déchire, la détruit et l'engloutit.
Nous vous proposons tout d'abord cette petite vidéo qui explique de manière simplifiée ce qu'est un trou noir :
Ce que l'on observe c'est ce qui tourne autour de lui. Des étoiles gravitent au-delà du rayon de Schwarzschild et la matière qui tombe dedans, émet des rayonnements caractéristiques. Des jets de gaz peuvent être à l'origine de la fabrication de galaxies.
Lorsque le trou noir a tout absorbé autour de lui, il devient moins actif et devient invisible. C'est ce qui est expliqué dans cette vidéo :
Vous découvrirez quelle est l'Influence du trou noir sur son environnement dans la vidéo suivante :
Il existe plusieurs types de trous noirs : les trous noirs stellaires sont les vestiges d'étoiles mortes. Ils sont nés d'une étoile qui s'est contractée, comprimée.
Il existe aussi des micro trous noirs qui se sont formés au moment du Big Bang, des trous noirs intermédiaires, récemment découverts et des trous noirs supermassifs présents au centre des galaxies.
L'analogie que vous faites avec la pompe à vélo peut être utilisée pour démontrer que l'air comprimé s'échauffe.
Lorsque la pression augmente, la température s'élève elle aussi ainsi que la production d'énergie.
La matière aspirée dans un trou noir est comprimée et se réchauffe tellement fort qu'on peut détecter un rayonnement X intense.
Mais l'analogie semble s'arrêter là car les trous noirs présentent d'autres particularités physiques plus complexes.
Alors que la pression dans le tube à vélo est identique en n'importe quel point, dans le trou noir, la masse est concentrée en un point appelé "singularité".
En effet, un trou noir comporte une singularité centrale dont la densité est très élevée, et une zone vide, de "non-retour", à l'intérieur du rayon de Schwarzschild.
Quant à vos interrogations sur l'expansion de l'univers et la théorie du Big Crunch, les scientifiques n'ont pour l'heure aucune certitude de cette issue de notre univers.
C'est une théorie.
Le Big Crunch désigne un modèle cosmologique en quelque sorte symétrique au Big Bang dans lequel un univers clos finit par se recontracter après une phase d’expansion.
Le scénario du Big Crunch
Dans cette phase finale de l’univers, la température et la densité augmenteront à nouveau, détruisant les structures matérielles comme les galaxies, les planètes, les atomes et même les nucléons. Le cosmos retournera donc à un état de plasma de quarks et de gluons. Dans le cadre de ce modèle, si l’on n'emploie que les équations classiques de la relativité générale pour décrire l’espace-temps, une singularité gravitationnelle sera atteinte : l’espace et le temps disparaîtront avec la matière qu’ils contiennent. Toutefois, des effets quantiques, comme ceux que l’on retrouve dans la théorie des supercordes ou la théorie de la gravitation quantique à boucles, pourraient empêcher la formation de cette singularité. L’univers atteindrait une taille minimale avant de rebondir pour une prochaine phase d’expansion. La découverte de l’expansion accélérée de l’univers suggère qu’elle ne prendra jamais fin, et donc que le Big Crunch ne se produira pas.
source : Futura sciences
Ce scénario, en l'état actuel des connaissances, ne semble pas être le plus probable à l'échelle de l'univers puisque selon les dernières données issues du satellite Cobe, l'univers est en expansion accélérée. Néanmoins, ce scenario de Big Crunch pourrait être envisageable à une échelle locale.
Nous vous invitons à lire les documents suivants qui répondront peut-être à vos interrogations, tout en ayant bien à l'esprit que les trous noirs restent encore mystérieux pour nos chercheurs :
- Etoiles, galaxies, trous noirs / Michel Cassé, Marc Lachièze-Rey, Jean-Pierre Luminet
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