Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? (ou le problème du firewall)

trou noir 300Cela fait un moment que je n’ai pas écrit de billet de physique théorique qui pique. Ça tombe bien : je vais pouvoir vous parler de ce paradoxe qui, depuis quelques mois, donne des insomnies à quelques chercheurs, spécialistes de ce domaine qu’on appelle la gravité quantique.

La question qui provoque tout cette agitation est « que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? » La réponse est bien évidemment qu’on finit par mourir.

Mourir, oui, mais comment ?

Il y a quelques mois, des chercheurs de l’Université de Santa Barbara en Californie ont publié un article démontrant que – contrairement à ce que l’on pensait – tout ce qui tombe dans un trou noir finit par se faire carboniser au contact de ce qu’ils ont appelé « un mur de feu » (firewall). Et l’air de rien, cette affirmation menace gravement certains fondements de la physique !

Qu’est-ce qu’un trou noir ?

Un trou noir, c’est une région de l’espace de laquelle rien ne peut s’échapper, pas même la lumière. Cela ne peut se produire que quand il existe une très grande masse suffisamment concentrée, et dont la force d’attraction gravitationnelle est suffisante pour retenir n’importe quel objet, particule ou même rayon lumineux.

Pour fabriquer un trou noir, il vous faut donc confiner une forte masse dans une région suffisamment petite de l’espace. Prenons l’exemple du Soleil : il pèse environ 2 milliards de milliards de milliards de tonnes, et son rayon est de 700 000 km, soit 200 fois celui de la Terre. Si vous arriviez à concentrer toute la masse du Soleil dans un rayon inférieur à 3 kilomètres, cela créerait un trou noir : tout objet ou rayon lumineux qui s’en approcherait à moins de 3 kilomètres ne pourrait plus s’échapper.

Pour créer un trou noir avec la Terre, c’est encore plus difficile puisqu’il faudrait concentrer toute sa masse dans un rayon d’un centimètre…et bien sûr cela créerait un trou noir qui ne ferait seulement qu’un centimètre ! Et pourtant les astrophysiciens sont maintenant convaincus que les trous noirs existent réellement, et qu’il y en aurait même un tout près de chez nous : au centre de notre galaxie, la Voie Lactée.

Si vous voulez contempler un trou noir de vos propres yeux, sortez ce soir vers minuit et regardez vers le Sud. Un peu au-dessus de l’horizon, vous devriez voir la constellation du Sagittaire, reconnaissable à un petit motif bien connu des amateurs : la théière. Comme le montre l’image ci-dessous, la Voie Lactée passe tout près de la théière, et à proximité de son bec se trouve la direction qui indique le centre de la Voie Lactée. Et c’est là que se trouve un objet appelé Sagittaire A*, dont on pense aujourd’hui que c’est un trou noir supergéant, bien calé en plein milieu de notre galaxie !

 sagittarius A trou noir galaxie voie lactée

Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ?

trou noir horizonPuisque l’on sait qu’ils existent, on peut essayer d’imaginer ce que nous ressentirions si nous tombions dans un trou noir. Étonnamment, au début il ne se passerait rien de spécial. Reprenons l’exemple du Soleil, imaginons que je réussisse à concentrer sa masse dans un rayon moins d’un kilomètre. Comme nous l’avons vu, si maintenant je m’approche à moins de 3 kilomètres du centre, je serai piégé. Cette limite (qui dans le cas de la masse du Soleil vaut 3 kilomètres) est appelée l’horizon du trou noir.

Mais ce qu’il faut comprendre, c’est qu’au niveau de l’horizon, il n’y a rien, et notamment pas de matière ! Celle-ci est concentrée plus au centre, et l’horizon n’est qu’une frontière immatérielle. Si je tombe vers le trou noir, au moment où je franchirai l’horizon, je ne remarquerai absolument rien de spécial (mais il sera quand même trop tard pour revenir).

On peut prendre une analogie : vous marchez au milieu d’un champ, et soudain sans le savoir, et sans que rien ne l’indique, vous franchissez la frontière qui vous fait passer dans un autre pays. Sauf que ce pays interdit à quiconque d’en sortir, et si vous essayez de revenir sur vos pas, la police débarque et vous en empêche. Eh bien un trou noir, c’est pareil : rien ne vous prévient quand vous franchissez le point de non-retour. Si un jour vous avez le malheur de tomber dans un trou noir, vous ne vous en rendrez même pas compte !

Et c’est d’ailleurs bien normal qu’on ne se rende compte de rien, car ce principe est une des bases de la théorie de la relativité générale d’Einstein, celle-là même qui prédit l’existence des trous noirs.

Au début du XXème siècle, Einstein a construit une partie de sa théorie à partir d’une expérience de pensée fameuse : si une cabine d’ascenseur se décroche et que les occupants tombent en chute libre, ils flotteront dans les airs comme s’ils étaient en apesanteur dans l’espace. Einstein a érigé cette observation en principe général : il n’existe aucune différence détectable entre l’apesanteur et la chute libre (que cette chute se fasse vers la Terre ou vers un trou noir). Par « différence détectable », il faut entendre qu’une personne enfermée dans une cabine, et ayant le droit de faire des expériences de physique trouvera toujours exactement les mêmes résultats qu’elle soit en apesanteur ou en train de tomber en chute libre. C’est ce qu’Einstein a appelé le « principe d’équivalence ».

Vous comprenez maintenant pourquoi franchir l’horizon d’un trou noir en étant attiré par lui ne doit pas provoquer d’évènement particulier, c’est censé être une expérience équivalente à flotter dans l’espace en apesanteur.

Tout semble aller pour le mieux dans le monde des trous noirs…jusqu’à ce qu’on ajoute un ingrédient !

La conservation de l’information dans les trous noirs

La théorie de la relativité générale, qui prédit l’existence des trous noirs, est une théorie de l’infiniment grand. Mais à l’autre bout du spectre existe une théorie de l’infiniment petit : la mécanique quantique. Cette théorie est pleine de paradoxes et de résultats contre-intuitifs, mais elle comporte un ingrédient rassurant : l’information y est conservée. Qu’entend-on par là ?

Imaginons que je brûle ma voiture et que vous arriviez à la fin de l’incendie. Supposons qu’au moment où vous arriviez on puisse mesurer très exactement la position de toutes les atomes présents. Alors si vous connaissez les lois de la physique, vous pouvez (en principe) reconstituer les trajectoires de tous les atomes, calculer où ils se trouvaient au départ, et donc connaître quelle était la forme, la couleur et la marque de ma voiture.

Bien sûr il s’agit d’une expérience très théorique, mais qui traduit une propriété fondamentale de toute la physique microscopique : si on connait exactement l’état présent d’un système, on peut en principe reconstituer son passé. On dit donc que l’information ne disparaît pas : elle est conservée.

Le problème, c’est que ce principe de conservation de l’information est incompatible avec les trous noirs ! Si je prends ma voiture et que je la jette dans un trou noir, à l’extérieur du trou noir il n’y aura strictement plus aucune information qui nous renseigne sur ce qu’il y avait avant : impossible de savoir si ma voiture était une Lada ou une Ferrari (ni même si c’était une voiture !). Avec les trous noirs, l’information est détruite au lieu d’être conservée.

lada ou ferrari

Vous avez là un exemple frappant d’une contradiction entre la théorie de l’infiniment grand (la relativité générale) et celle de l’infiniment petit (la mécanique quantique).

Le rayonnement de Hawking

rayonnement de hawkingCe problème n’a bien sûr pas échappé aux plus grands physiciens théoriciens, et parmi eux le célèbre Stephen Hawking, qui a fait plusieurs contributions déterminantes vers sa résolution. Dans les années 70, il a montré que si on incorpore un peu de mécanique quantique dans les trous noirs, alors ceux-ci ne sont plus si noirs que ça ! Plus précisément, il a montré qu’un trou noir doit nécessairement émettre un rayonnement, et que ce rayonnement fait diminuer la masse du trou noir jusqu’à provoquer son évaporation totale ! C’est ce qu’on appelle le rayonnement de Hawking.

Si le trou noir émet quelque chose, alors peut être que ce quelque chose contient des traces qui permettent de reconstituer ce qui est tombé dedans (et la marque de ma voiture) ? C’est ce qu’on peut penser, mais ça ne marche pas, car d’après les calculs de Hawking ce rayonnement ne dépend que de la masse du trou noir, mais il est le même quel que soit son contenu (Ferrari ou Lada).

Ca n’est que bien plus tard dans les années 90 que Leonard Susskind de l’Université de Stanford a résolu le paradoxe en montrant qu’il existe dans le rayonnement de Hawking une trace de la nature exacte de tout ce qui est tombé dans le trou noir depuis sa création. L’information est donc bien conservée dans le rayonnement de Hawking, et en observant celui-ci on peut (toujours en principe) retrouver la marque de ma voiture !

Tout va bien cette fois, non ? Eh bien tout allait bien, jusqu’à ce jour de juillet 2012 où 4 autres physiciens ont mis le feu au trou (noir).

Fire walk with me

Comme vous l’avez noté tout au long de ce billet, comme on parle de conditions extrêmes et qu’en plus les physiciens théoriciens ne savent pas faire de manips, on s’en réfère toujours à des expériences « de pensée ». La dernière en date a donc été proposée par un groupe mené par le physicien Joe Polchinski, un des spécialistes de la théorie des cordes. Dans cet article, lui et ses collaborateurs démontrent que si le mécanisme de conservation de l’information proposé est vrai, alors il doit exister au niveau de l’horizon du trou noir un zone de très forte libération d’énergie, zone qu’ils ont malicieusement appelé « firewall ».

Si on en croit leur raisonnement, un individu qui tomberait dans un trou noir serait donc instantanément vaporisé au moment où il franchirait l’horizon. Après tout, pourquoi pas ? On est plus à ça près !

Le problème que cela pose, c’est que nous avons vu au début de ce billet que le principe d’équivalence impose que rien de détectable ne se produit quand on tombe en chute libre, y compris quand on franchit l’horizon d’un trou noir. Ce principe interdit donc l’apparition soudaine d’un mur de feu !

A l’heure actuelle, il n’existe donc que 3 alternatives possibilités :

  1. Le principe d’équivalence est faux, et il faut repenser en profondeur la relativité générale ;
  2. La conservation de l’information est fausse, et il faut repenser en profondeur la mécanique quantique ;
  3. Polchinski et sa bande ont fait une erreur.

Cela fait maintenant un an que les meilleurs théoriciens du monde essayent de trouver une faille dans le raisonnement, mais sans succès ! Beaucoup commencent à se résoudre à devoir choisir entre l’une des deux autres alternatives. Alors, on sacrifie la mécanique quantique ou la relativité générale ? On comprend mieux pourquoi le problème du firewall suscite un tel enthousiasme, car sa résolution va peut être nécessiter de repenser des principes physiques fondamentaux maintenant vieux de presque un siècle.

Références :

L’article de Polchinski et sa bande : Black Holes: Complementarity or Firewalls?

Un très bon billet de vulgarisation sur le sujet : Black Hole Firewalls Confound Theoretical Physicists par Jennifer Ouellette

Billets reliés :

Sur les principes de relativité : La théorie de la relativité…de Galilée

Sur les trous noirs : le LHC peut-il créer un trou noir au CERN ?

Sur un gros gros paradoxe quand on essaye de marier relativité générale et mécanique quantique : la plus grosse erreur de toute l’histoire de la physique

Sur de la physique théorique qui pique, et qui met en émoi les chercheurs : la gravité, une force émergente d’origine entropique (ça a fait flop d’ailleurs ce truc, non ?)


Pour aller plus loin : l’argument de Polchinski et compagnie

Je suis loin de pouvoir dire que j’ai compris le détail de la démonstration des 4 californiens. Mais pour ceux que ça intéresse, voici l’idée de base. Le mécanisme imaginé par Susskind dans les années 90 prévoit que l’information de ce qui a formé le trou noir se cache dans le rayonnement de Hawking, sous la forme d’une intrication des états quantiques du rayonnement. Mais par ailleurs quand le rayonnement de Hawking se produit, il se fait au moyen d’une paire particule/antiparticule qui se crée au niveau de l’horizon et se sépare avant de pouvoir se recombiner. En principes les deux particules de cette paire doivent aussi être intriquées. Mais il existe en mécanique quantique un résultat appelé « monogamie de l’intrication », qui dit qu’une système ne peut pas être totalement intriqué avec deux autres systèmes. La seule solution est donc d’imaginer que l’intrication entre les 2 particules est brisée au niveau de l’horizon, ce qui serait la source du dégagement d’énergie à l’origine du firewall.

Ce raisonnement un peu heuristique a une traduction formelle dans l’article des 4 chercheurs californiens. Parmi les questions que je me pose à sa lecture, il y a celle de savoir si – plutôt que de sacrifier la conservation de l’information – on ne pourrait pas sacrifier la monogamie de l’intrication. Dans la même veine, il me semble qu’un des points de l’argument fait appel au « no-cloning theorem », qui interdit que l’on puisse faire une copie exacte d’un état quantique. On pourrait pas le sacrifier, lui-aussi ?

128 réflexions sur “Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? (ou le problème du firewall)

  1. Bof, de toutes façons, d’un théoricien des cordes on ne peut s’attendre qu’à une erreur.
    Sinon petit détail : une alternative c’est un choix entre deux possibilités. 3 alternatives cela ferait 6 choix. Mieux vaut donc dire 3 choix ou possibilités.

    • Je ne suis pas non plus fan de la théorie des cordes, mais en l’espèce il s’agit d’un raisonnement qui se passe purement dans le cadre de la relativité générale et des principes de la mécanique quantique.
      La seule intervention de la théorie des cordes dans cette affaire, c’est qu’il semble que pas mal de théoriciens soient refractaires à l’abandon de la conservation de l’information, car celle-ci se retrouve naturellement grâce aux résultats de dualité théorie de jauge / gravité (la fameuse correspondance AdS/CFT par exemple), et que ces dualités existent principalement pour des théories des cordes. Ce qui amène à cette formulation provocative : certains théoriciens préfèrent sauver Maldacena (et AdS/CFT) qu’Einstein (et le principe d’équivalence)…

    • Si les chercheur voudrais vraiment s’avoir si on peut en sortir d’un troue noir il aurais pour commencer créé une boite suffisamment grande pour contenir un humain ou un animale, et suffisamment résistante pour résisté au mur de feu passer se mure voire si l’on peut en ressortir en utilisent bien évidement une petite caméra dissimuler dans la boite

      • Et mdrrr encore une fois , un trou noir est à des années lumieres de chez nous ( style 1100 années ) donc fait un calcul simple tres simple , donc prend 1 grin de sable et fait le avancé d’un milimétre par jour pour aller par éxemple à 100 km de la et donc t’auras une petite idée du TEMPS qu’il faudrais pour aller à une certaine distance dans notre univers , et encore ……

      • Sans compter que la masse des trous noirs entraîne une déformation du temps : il faudrait donc faire ralentir le fameux grain de sable au fur et à mesure qu’il approcherait de son point d’arrivée…

  2. Le principe d’équivalence n’est pas déjà cassé par la rumeur qui dit que, à l’approche du trou noir, la différence d’intensité de l’attraction du trou noir vers les différentes parties de notre corps nous écartelle ? Je ne sais plus si j’ai lu ça dans des sources sérieuses ou non, mais je crois que je l’ai lu souvent.

    Le principe d’équivalence, c’est pour les objets ponctuels uniquement ou pas ?

    • Oui, le principe d’équivalence s’entend pour un observateur ponctuel.

      Quant au déchirement sous l’effet du différentiel d’attraction gravitationnelle, ca n’est pas une rumeur mais ça ne dépend que de l’intensité de variation du champ, et donc
      1) ça peut arriver même sans trou noir
      2) dans un trou noir ça ne se produit pas forcément au niveau de l’horizon.

      C’est un truc un peu contre-intuitif (et souvent mal expliqué), mais le champ gravitationnel au niveau de l’horizon d’un trou noir peut être tout à fait modeste, notamment si le trou noir est assez gros.

      Un moyen simple de le voir : dans un raisonnement newtonien, le champ est en M/R^2, or pour un trou noir, l’horizon se trouve au rayon de Schwarschild, lequel est proportionnel à la masse M du trou noir. Donc le champ gravitationnel d’un trou noir au niveau de l’horizon varie comme 1/M ! Pour un trou noir suffisamment gros, le champ sera plus faible que l’attraction terrestre !

      Bien sûr une fois qu’on a passé l’horizon, le champ augmente et on finit par atteindre le point d’écartelement…

      • Mais si le champ gravitationnel est si faible, même après la traversée d’un horizon de gros trou noir, pourquoi serait-il impossible alors de le repasser à nouveau et de revenir en arrière? Il suffirait une poussé de fusée.
        En outre, vous tous/toutes parlez comme si les trous noirs étaient de membres de votre famille alors que leur existence n’a pas encore été ni expérimentalement ni observationnellement démontrée!

        Marco

      • Quand on passe l’horizon d’un trou noir en chute libre, le champ gravitationnel peut être faible (si le trou est suffisamment gros), mais la vitesse est élevée, c’est pourquoi il ne suffit pas d’une poussée de fusée ! L’accélération (force) et la vitesse sont deux concepts différents !

        Sinon, bien sûr que si on dispose de plein de preuves de l’existence des trous noirs ! 🙂

      • Oui David, mais cette vitesse élevée n’est quand même pas celle de la lumière, donc on peut toujours en produire une qui puisse la contrer pour nous faire sortir de l’horizon faible des trous noirs gros…. Et en tout cas la lumière, elle, y échapperait. D’où ma question qu’il ne s’agisse plus d’un horizon.
        J’ai lu dans tout bouquin que: 1) l’existence des trois noirs n’est pas encore formellement acquise (autrement Hawking n’aurait pu oser nuancer leur existence, par ailleurs); 2) que les trous noirs ordinaires ou stellaires se révèlent être, après examen, des étoiles de neutrons, décevant ainsi les astrophysiciens qui pariaient sur eux; 3) que seuls les trois noirs supermassifs sembleraient exister, sans pour autant un mot final au sujet.
        Peut-être tu es trop optimiste concernant leur existence mais la prudence doit s’imposer à toi aussi.
        Bon 14 Juillet.

        Marco

      • En fait j’ai écrit un truc faux. Pour un gros trou noir, ça n’est pas « le champ gravitationnel » qui est faible, mais « les forces de marées » qui causent l’écartèlement (et qu’on peut voir comme un gradient de champ gravitationnel).

        Mais au voisinage d’un trou, on n’a plus droit de parler de champ gravitationnel, car on ne peut pas le ramener à une force (qu’il serait possible de contrer avec un grosse fusée). « Tout se passe comme ci » il y avait une force gravitationnelle infinie à l’horizon. Donc une fois entré, on ne peut plus sortir.

        Tout ça n’est pas très rigoureux comme explication de ma part, mais du coup j’ai décidé d’en faire un billet rien que pour ça 😉

        Sortie en septembre probablement.

      • Je trouve cette réponse contradictoire avec les calculs développés dans « Pourquoi est-il impossible de sortir d’un trou noir ? » : d’après ces calculs, il y a bien une singularité au niveau de l’horizon du trou noir, puisque la force du « moteur » qui serait sensé nous aider à en sortir deviendrait infinie.
        Je ne conteste rien dans les calculs qui sont faits, car je suis bien incapable de simplement poser une équation dans le cadre de la relativité générale, mais quid de cette contradiction : j’ai bien compris que le concept d’accélération de la pesanteur n’a plus de sens dans ce cadre, mais puisque l’on peut calculer la puissance nécessaire au moteur, c’est bien qu’il y a un équivalent, et cet équivalent devient infini sur l’horizon. Ca m’étonnerait qu’on ne s’en aperçoive pas…

  3. J’ai découvert votre blog il y a quelques jours et je trouve vos articles géniaux !

    J’ai un peu de mal à comprendre la conservation de l’information en mécanique quantique. N’y a-t-il pas perte d’information lors de la réduction de la fonction d’onde ? Est-ce qu’il me faut apprendre la théorie quantique des champs pour comprendre ? Merci de votre réponse.

    Sinon, petite typo :  » mais il est le même que soit son contenu (Ferrari ou Lada) » = >  » mais il est le même quelque que soit son contenu (Ferrari ou Lada) »

    • Merci pour les compliments 🙂

      C’est juste, la réduction du paquet d’onde (telle qu’elle a été proposée au début) viole la conservation de l’information. Mais elle fait intervenir l’interaction avec un système classique (le détecteur) et (toujours telle que proposée au début), rien n’explique comment la réconcilier avec l’équation de Schrödinger (qui elle conserve l’information).
      Le problème est résolu si on considère les théories « modernes » de la réduction du paquet d’onde (la question de la « décohérence », cf les traveaux de Zurek). Dans la décohérence, la réduction du paquet d’onde provient de l’interaction avec les degrés de liberté de l’environnement, et c’est donc dans ces degrés de liberté qu’il faut chercher l’information qui – en apparence – a disparu.

    • En principe ça ne se fait pas, mais tant qu’à corriger : « … Mais il est le même QUEL QUE SOIT son contenu… » En trois mots… Ça va aller 😉

  4. Je vais probablement avoir l’air un peu bête, mais je ne comprend pas en quoi le fait que rien ne sorte d’un trou noir soit contraire au principe de conservation de l’information (limites de la vulgarisation ?) : si les informations existent, intégrées au trou noir, mais ne sont pas accessibles du fait du point de non retour, alors il n’y a pas de problème ? (ne jetez pas de tomates hein :p)

    • non non, c’est une très bonne question ! Tant que l’information est derrière l’horizon, on peut effectivement toujours dire qu’elle est la cachée quelque part.
      Le paradoxe n’est devenu critique qu’apres que hawking ait demontre l’existence de son rayonnement, car tout trou noir finit en rayonnement qui ne dépend que de sa masse, et pas de son contenu. Donc une fois le trou noir totalement évaporé, l’information a bien disparu.
      Mais comme je l’ai écrit, on a fini par ‘retrouver’ l’information, bien cachée dans de subtil variations du rayonnement de Hawking.

      • Le trou noir « évaporé » ne signifie pas simplement que le trou noir n’en est plus un par définition, mais est devenu de masse 99.999% de la masse nécessaire pour en être un?
        Deuxio, je comprend mal dans un tel scénario ce qui se passe si deux trou noirs sont en orbite (système symétrique par exemple) avec une partie des deux horizons qui se touche. Une particule pris dans cette zone ne pourrait-elle pas être expulsé par effet catapulte ?

  5. Bonjour, je me permet simplement d’informer que la plongée dans un trou noir a fait l’objet d’une nouvelle La plongée de Planck) de Greg Egan, dans le recueil de nouvelles « Radieux ». Nous sommes très loin de trous noirs Disney qui ouvrent sur d’autres mondes mais dans de la Hard SF (SF scientifique) de très haut niveau, qui explore dans ce cas précis la problématique du « décalage temporel » lié à la gravité entre le trou noir et le reste de l’univers.
    Voici le lien vers la nouvelle en Anglais sur le site de l’auteur
    http://gregegan.customer.netspace.net.au/PLANCK/Complete/Planck.html
    Je vous en conseille vraiment la lecture, ainsi que celle des notes techniques rédigées par l’auteur, dont voici le lien vers l’une d’entre elles :
    http://gregegan.customer.netspace.net.au/PLANCK/Tour/TourNotes.html

  6. « Mais comme je l’ai écrit, on a fini par ‘retrouver’ l’information, bien cachée dans de subtil variations du rayonnement de Hawking. »
    Rappelons que cette « retrouvaille » est issue d’une expérience de pensée étant donné que les trous noirs ne sont pas des objets de labo commodes 🙂 et que les expériences pratiques sur le rayonnement de Hawking se compte sur les doigts d’une main atrocement mutilée.

    • Oui, c’est clair que tout ce qui touche au rayonnement de Hawking est issu de calculs. Il y a une dizaine d’années il y avait des propositions pour le « simuler » dans l’Helium superfluide mais je n’ai pas suivi ce que ces idées sont devenues. Sinon récemment un analogue a été démontré expérimentalement dans un bloc de verre.

      En tout cas une chose m’a toujours fasciné, c’est que Hawking appartient au cercle très très fermé des théoriciens ayant leur nom attribué à … un effet ! On parle d’effet Hawking pour le rayonnement des trous noirs !

      Je ne connais que 2 autres exemples (effet Unruh, effet Myers), d’autres idées ?

      • Effet Hall, Effet Doppler…, ils sont assez nombreux si on cherche un peu 🙂 cela dit, mes exemples en remplissent peut pas votre condition de « théoriciens », je ne suis pas sûr de la définition..

        En tout cas, j’ai découvert votre site il y a peu et je le dévore à l’envers (je suis parti des publications actuelles et me voilà retourné en juin 2013…). Merci pour ce travail de qualité!

  7. La aussi, question profane : a-t-on des exemples « observés » de la disparition/évaporation de trous noirs, où cela reste-t-il un modèle purement théorique ?

    • C’est effectivement purement théorique ! On a au mieux des systèmes analogues qui sont des sortes de « modèles expérimentaux », mais personne n’a jamais vu ni le rayonnement émit, ni l’évaporation !

      Cela peut paraître un peu dingue, mais le rayonnement de Hawking est pris très très au sérieux, et constitue un « test élémentaire » des théories de gravité quantique. Une théorie qui reproduit la thermodynamique des trous noirs est prise plus au sérieux que si elle ne la reproduit pas.

      • Bonjours ,
        Les trou noir pourrais t’il venir d’un trou dans la matières ? Beaucoup de matière concentré genre le soleil va finir la fin de ça vie en s’effondrent sur lui même devenant soi disant un trou noir et pour les masse moin importante « le truc lumineux » on dit que c’est des presque trou noir non ? Et le rayonnement qu’il émette n’à pas l’air centré il s’intensifie sur un point autour de la surface ..

        ON EN VIENS A MA THEORIE ABSURDE :

        Le soleil étant immense si une partie (1%-5%) tombe ou explose . Il y’a un trou dans la matière ? Et peut etre des milliard de choses « quantique » accourt pour remplir ce vide/trou laissé dans la matiere.. et donc le champ puissant qui commencerais à se former serais l’infiniment petit et on à vu que ca densité à l’échelle de l’univers et énorme et que c’est mouvement sont incertain ..
        Du coup peut être le centre de gravité deviendrais la surface causant une mort imminente de l’étoile bref ça vaux sûrement rien jai beaucoup de théorie farfelu qui me vienne d’un coup et voilà..

  8. Pingback: Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou n...

  9. Super article. Une question que je me pose toujours est celle de l’espace entre l’horizon des événements et le trou noir proprement dit, que je me représente comme une singularité, ponctuelle. A-t-on une description mathématique convaincante de cet espace ? est-il « spiralé » autour du trou noir dont la conservation du moment cinétique impliquerait qu’il tourne à vitesse infinie ?

    Sinon je me permets de signaler une petite imprécision : si http://fr.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_A* est le trou noir supermassif (galactique) le plus proche de nous (à ~26000 al), on connait des trous noirs stellaires plus proches. http://fr.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1 , le premier détecté (en 1971) est à environ 6000 al, et
    http://en.wikipedia.org/wiki/V4641_Sagittarii a été évalue à 1600 al, bien que je voie à l’instant que c’est discuté. Il y a une liste sur http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_trous_noirs#Trous_noirs_stellaires

    • Merci pour la précision sur les trous noirs !

      Concernant l’espace entre l’horizon et la singularité, oui il est correctement décrit par les métriques de trou noir. Si tu supposes un trou noir sans moment cinétique (ce qui est très théorique), la métrique de Schwarzschild peut s’exprimer en deca de l’horizon (bien qu’il faille changer de système de coordonnées). Pour un trou noir avec moment cinétique, tu as la métrique de Kerr qui te décrit le trou noir en rotation.

  10. Sinon j’y repense maintenant : l’essai « Is Reality Digital or Analog ? » de Jarmo Mäkelä qui avait gagné le concours FQXi en 2011 ( http://fqxi.org/data/essay-contest-files/Mkel_FQxiessay.pdf ) résolvait un paradoxe apparaissant à l’horizon des trous noirs en postulant une discrétisation de l’espace-temps en 4-simplexes.

    je ne sais pas ce que ça vaut, mais comme j’avais trouvé ça très joli j’avais écrit http://www.drgoulu.com/2011/08/13/selon-newton-lunivers-serait-digital/

    • Dans les formalismes de type « loop quantum gravity » et « spin foam » (mon sujet de thèse 🙂 ) on arrive précisément à cette quantification de l’espace-temps à l’aide de 4-simplexes, et il en sort « naturellement » que l ‘horizon des trous noirs est découpé en triangles, et qu’on peut donc calculer le nombre d’états quantique d’un trou noir. En prenant le log du nombre d’états, on peut définir une entropie du trou noir qui est proportionelle à l’aire de son horizon, ce qui colle bien avec le formalisme de la thermodynamique des trous noirs de Bekenstein-Hawking.

      Les détracteurs de cette approche disent que c’est évident, puisque par analyse dimensionnelle, on trouve que le nombre d’états ne peut qu’être proportionnel à l’aire A divisée par le carré de la longueur de Planck…

      • Merci pour les mots clefs, plein de lectures en perspective mais je m’aperçois que je n’ai pas (ou plus…) le niveau requis en maths…

        Si même les détracteurs considère comme « évident » que l’horizon des trous noirs est composé d’un nombre fini de surfaces discrètes (forcément des triangles à cause des 4-simplexes ou peut-il y avoir d’autres solutions?), signifié-ce qu’il n’y a plus de doute théorique sur le fait que l’espace/temps soit discret ?

      • Non les détracteurs considèrent évident que l’entropie d’un trou noir est proportionnelle à son aire, et que donc il n’y a pas de quoi pavaner à retrouver ce résultat par une théorie de gravité quantique qui au passage prédit que l’espace-temps est discret.
        Pour des lectures sympas et souvent accessibles sur la gravité quantique, les textes de Carlo Rovelli sont un must ! Je peux te chercher quelques refs. Sinon il faudra bien que je fasse un billet un jour 🙂

      • Grand Merci !

        La note de bas de page « Bien entendu pour un théoricien, ”considérer” une constante signifie la prendre égale à 1, ”ne pas la considérer” signifie la prendre égale à 0 » m’a définitivement convaincu de lire ta thèse 😉

        Après 10 ans, je suis sur que tu as le recul nécessaire à nous faire un super résumé vulgarisé complété par quelques travaux plus récents. Personnellement, comme indécrottable ingénieur j’aimerais bien lire dans cet article quelles expériences confirment ou pourraient confirmer ce genre de théories. Nous faut-il un trou noir sous la main ? un microscope à échelle de Planck ? ou le LHC avec un setup futé pourrait-il suffire ?

  11. Puisque même la lumière n’échappe pas au trou noir,c’est que la vitesse de libération de ce dernier est supérieure a celle de la lumière,or aucune particule massive ne doit surpasser le photon en vitesse;la gravitation est tellement grande que nous pourrons aller au delà de la courbure de l’espace temps,c’est à dire à la distorsion du continuum,une bulle se crée se déplaçant plus vite que la lumière emportant tout objet vers la singularité du trou noir,faisant augmenter la taille du trou ,ou passer à travers selon le type.

  12. Merci pour cet article, c’est un plaisir de vous lire.
    J’ai une question concernant la conservation de l’information permettant la reconstruction théorique de la voiture à partir de la mesure à un instant t des atomes volatilisés par l’incendie. J’ai entendu récemment Alain Connes expliquer lors de sa présentation de son roman « le théâtre quantique » que le principe d’incertitude s’appliquait aussi pour les trajectoires passées des particules (dixit Einstein). Comment alors reconstituer la voiture, puisqu’il sera impossible de connaitre avec précision et la vitesse et la position des atomes à l’instant t-1 où elle a été volatilisée ?

    • Très bonne question !

      Quand on passe dans le monde de la mécanique quantique, il faut raisonner sur les fonctions d’onde plutôt que sur les positions et vitesses.

      L’équation de Schrödinger dicte l’évolution de la fonction d’onde, et cette évolution se fait de manière déterministe, et sans perdre d’information.

      Donc si je connais la fonction d’onde de la voiture à l’instant t, je peux appliquer l’équation de Schrödinger pour remonter le temps, et connaître la fonction d’onde de la voiture à l’instant t-1.

      Ce qui est vrai, c’est que le principe d’incertitude s’applique aussi bien à l’instant t qu’à l’instant t-1, c’est-à-dire que dans les 2 cas, on ne peut pas associer à la fois une position précise et une vitesse précise à la fonction d’onde.

      • Mes connaissances en physique quantique étant celle d’un profane ou presque, désolé si mes questions sont simplettes ;-), mais je ne pensais pas possible d’associer une fonction d’onde à un objet macroscopique aussi massif qu’une voiture, et comment peut-on faire une équivalence entre la description individuelle de la fonction d’onde des atomes volatilisés de la voiture et et la fonction d’onde globale de la voiture ?

  13. Les chinois viennent de confirmer la constance de la vitesse de la lumière,le principe de causalité reste inviolable;plus de voyage dans le temps(ni vers le passé ni vers le futur);le paradoxe du grand père ne se pose même pas; la flèche du temps restera toujours dans le sens croissant de l’entropie.Reste a verifier l’intrication quantique?

  14. plus de voyage dans le temps(… ni vers le futur)
    Mince alors, il est 23h37 maintenant….je n’atteindrais jamais 23h38 alors…..;)

  15. le grand père et le petit fils ne se trouvent pas dans la même faille temporelle ,pas question de paradoxe.Nous voyageons vers le futur certes,mais à la seconde,pas plus vite que la lumière.

  16. Bonsoir Monsieur Goulu ! j’ai une confusion dans mon esprit depuis bien longtemps et je m’adresse à vous pour m’aider a mettre les choses au clair,merci d’avance.A mon sens;la gravité répulsive et l’antigravité font deux;je vois deux formes en la gravité répulsive,la première s’oppose à la gravité,c’est la résistance universelle qui fait que l’univers est statique;la seconde forme,c’est la quintessence liée à l’énergie sombre responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers; dans les deux formes le principe d’équivalence est conservé.Quant à l’antigravité bien qu’elle s’oppose elle aussi à la gravité ou l’annule ,elle viole le principe d’équivalence puisque elle annule la masse et l’inertie du système dynamique .Encore merci.

    • heu… ceci n’est pas mon blog et c’est parfois aussi les vacances…. Mais surtout je n’ai pas vraiment discerné de question dans votre commentaire. Maintenant, si vous me demandez mon avis, je dirais qu’aucune expérience n’a mis en évidence ni « gravité répulsive » ni « antigravité », donc que construire une théorie distinguant deux choses qui n’existent pas encore me parait un peu précipité…

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  18. Ce matin après avoir lu qu’il y avait des similitudes entre les tourbillons océaniques et les trous noirs, je me suis dit qu’il fallait absolument que je sache où en était les théories sur ce qu’il se passe à l’intérieur des TN… Et me voici!! J’avoue que j’ai pas compris la moitié des commentaires, avec toutes ces théories basées sur des calculs de fou o_O (les maths sont une phobie pour moi lol).
    Bref quitte à avoir l’air ridicule (autant l’être jusqu’au bout) et vu que tout est théorique donc forcément réfutable… Il n’y a aucune chance que ce qui entre dans un trou noir finisse ailleurs? Il n’y a vraiment rien de l’autre coté?

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  21. C’est bien de ce dire que le trou noir mènerai quelque par sa réglerai bien des question ou passe la matière qui y passe ce pendans a la vitesse ou on se ferais prendre on serais carrément désintégrés donc si sa réaparé quelque par on ne le reconnaîtra pas 😦

    • Moi qui croyer que le trou noir nous menez dans une autre dimension .rrrrr ça me fait des frison .Mais j’aimerais bien l’essayer

  22. Bonjour, merci d’avoir écrit cet article qui est très intéressant. 🙂
    Cela fait un petit moment que je me pose la question disons depuis que je suis petite. Dans différentes sources, la même phrase apparaît : « rien n’échappe aux trous noirs, même la lumière ». Hum, mais la lumière cela a bien une masse nulle ? Du coup le photon ne subirait pas les forces gravitationnelles ? Et encore moins les forces immense d’un trou noir. Donc logiquement la lumière arriverait à s’en échapper ?! Et seulement sa trajectoire serait modifiée ?
    Et une dernière question, qu’elle serait la profondeur d’un trou noir tiens, si on peut parler de profondeur bien sur ?! Elle tendrai vers l’infini ? Ou alors, il existerait une proportionnalité avec la matière engloutie ? Merci en avance 🙂 !

    • Le photon n’a pas de masse mais il a une énergie ! Or l’énergie et la masse, c’est « pareil » du point de vue de la gravité. Donc les photons subissent la gravité même sans masse. D’ailleurs c’est comme ça que Eddington a montré que les équations d’Einstein marchaient. Il a montré que la lumière des étoiles était déviée quand elle passait à côté du soleil (au cours d’une éclipse de soleil en 1919).

      Pour la « profondeur » du trou noir, on parle plutôt de son rayon, car le trou noir est une sphère. Et oui, il est proportionnel à la masse engloutie. Pour les trous noirs les plus simples, la relation est donnée parce qu’on appelle le rayon de Schwarzschild (http://fr.wikipedia.org/wiki/Rayon_de_Schwarzschild)

      R= 2GM/c^2

      qui est bien proportionnel à la masse M du trou noir

  23. je vais vous expliqués les trous noire : imaginés une feuille de papier où on a mit un petit pétard et des bille nous allons faire explosés l’étoile c’est le pétard .la feuille va se plier et les billes vont tombées dedans .

    sa se passe comme dans l’espace

  24. bonjour la solution d’équation des trous noirs n’existe pas dans l’espace temps connue mais existe dans un espace plus grand que l’espace connue chez nous actuellement .(x,y,z,t).
    moi j’ai trouvé une solution et j’ai expliqué les trous noirs .et comment la matière mort à l’intérieur des trous noirs.

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  27. Bonjour !

    Je vais surement dire une connerie, mais si rien n’est détectable, c’est peut-être parce de l’exterieur, on ne peut rien voir, et on entre jamais non plus à l’intérieur, puisque l’on est vaporisés au moment précis où on y entre.

    J’ai une question sans rapport direct : de quelle couleur apparaissent les objets près des trous noirs? J’ai cru comprendre que comme la gravité augmente, la longueur d’onde des photons augmente aussi. Et donc leur couleur tire vers le rouge. Mais puisque les photons qui s’échappent des objets près des trous noirs (avant l’horizon) arrivent dans une zone où la gravité est différente, leur couleur devrait sembler être partout la même, puisque le temps passe de la même manière pour l’observateur que pour les photons qui lui arrivent.
    Je me trompe?

    Désolé, je ne sais pas si je suis très clair.

    Merci pour vos articles très intéressants !

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    • Un de mes très lointains ancêtres s’appelait Urgh. Un jour, son cousin Garvorgh lui demanda « Pourquoi Urgh étudier feu ? A quoi feu aide-t-il ? A quoi feu servira ? ». Urgh répondit « Garvorgh poser bonne question. Urgh pas savoir. Urgh étudier feu juste pour savoir plus. » 😉

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  31. Très bon article et j’ai un questionnement qui depuis tout petit qui ne trouve pas de réponse car je n’ai pas de cursus scientifique et ma cervelle étant ce qu’elle est, est réfractaire aux mathématiques.
    Cependant la question est la suivante:
    – Comment une onde gravitationnelle puis attirer un objet dans le sens opposé de sa direction? Plus simplement comment « fonctionne » une onde gravitationnelle?
    A ces question j’ai trouvé à me représenter le fait que l’onde g était une ondulation de l’espace-temps et qu’elle déforme tous les objets même nous puisque nous faisons partie intégrante de l’espace-temps (L’image de l’océan et ses vagues est la meilleure).
    Alors pourquoi être attiré vers la source d’une onde g (terre, soleil, trou noire) qui devrait nous propulser à l’opposé. 😦

  32. Il y a une faute: Un trou noir ne pourrait pas être crée par notre soleil, ni la Terre. Il faut une masse gigantesque alla t a plusieurs MILLIARDS de fois celle du soleil, comprimé dans un espace aussi petit qu’un atome: une singularitée. Et le « point de non retour » c’est l’horizon des événements.

      • Tu as faux comprimer quelque chose en un trou noir est impossible car l objet serait trop dur a comprimer ( la matiere que tu utiliserais pour comprimer serait elle meme detruite car tu t en doute bien si la matiere ne peut pas reussir a rester intact dans un trou noir comment veut tu qu elle le comprime ???? d ou la singularité tres petite car elle ne peut pas correspondre a de la matiere semblable a des atomes ). La seule facon de creer un trou noir c est de ne pas interagir avec lui quand il va creer sa singularité donc seule une masse ENORME pourra faire sombrer une etoile en trou noir. Voila.

  33. ouais je crois que tu as du seché les cours de physique………..
    donc la masse minimal pour creer un trou noir est d’ environ 2 masse soleil
    en dessous l’ etoile s’implosera soit pour former soit une naine blanche ou une etoile a neutron…..

    il n’est pas possible de comprimer une masse pour creer un trou noir pour des objets si petit (principe d’exclusion de pauli)

    on passe l’horizon des evenements et il se passerai rien……….
    l’effet de marré, tu connais si tu etais etiré comme un spaghetti tu le sentirais je crois.

    Connaitre la position d’une particule avec precision,princinpe d’indétermination d’heisenberg

      • Dsl alors je suis emporté mais il y a quand même quelques « détails » a revoir
        Essayé de lire le bonquin de kip thorne sur les trous noir il est pas mal

      • Quoi ???

        J’espère que pour être si arrogant et condescendant, et me dire que l’article est « totalement incohérent » et que j’ai « du séché (sic) les cours de physique », tu as au moins étudié la physique des trous noirs un peu plus que dans un bouquin de Thorne !

        (enfin j’en doute sinon tu saurais que les forces de marée ne sont absolument pas liées à l’horizon, et qu’il est possible qu’il existe des trous noirs de n’importe quelle masse, au moins au dessus de la masse de Planck)

    • L’article de David ne concerne pas la formation des trous noirs. Il dit « SI vous arriviez à concentrer toute la masse du Soleil dans un rayon inférieur à 3 kilomètres, cela créerait un trou noir » et c’est parfaitement exact. Certes, pour que le seul processus connu de formation des trous noirs, la gravitation, en forme un, il faut une masse plus élevée. Mais ce genre d’analogie est couramment utilisé, même sur la wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir#Trous_noirs_stellaires « Un trou noir de la masse du soleil aurait un diamètre de 6 kilomètres »

      D’autre part, l’effet de marée et la spaghettification ne sont pas aussi forts que tu le crois, notamment auprès des trous noirs supermassifs : http://en.wikipedia.org/wiki/Spaghettification#Inside_or_outside_the_event_horizon « The point at which tidal forces destroy an object or kill a person will depend on the black hole’s size. For a supermassive black hole, such as those found at a galaxy’s center, this point lies within the event horizon, so an astronaut may cross the event horizon without noticing any squashing and pulling, »

      Donc oui, tu peux en théorie franchir l’horizon des événements d’un gros trou noir de Schwarzschild (qui ne tourne pas) en parfaite santé. Pour un vrai trou noir qui tourne (Kerr) c’est moins sur et les rayons X émis par le disque d’accrétion devraient effectivement te griller bien avant ça.

      Donc avant de critiquer les gens qui se donnent la peine d’essayer d’expliquer des choses auxquelles ils ont pas mal réfléchi, prends stp la peine de vérifier tes infos, ou au moins de commenter de manière polie… D’autant que la partie la plus intéressante de l’article, qui t’a apparemment échappée, concerne le problème du firewall, où il y a encore pas mal à réfléchir ou rêver avant qu’on puisse aller voir.

      (Mes propres articles sur les trous noirs sont là http://www.drgoulu.com/tag/trou-noir/ )

  34. Bonjour, votre article est excellemment écrit. Bravo pour votre expertise. Néanmoins, n’étant pas un spécialiste aguerri en matière d’astrophysique, je me demandais comment diable le rayonnement d’Hawking pouvait se produire? Il est en effet communément admis que l’effet de marrée distord la matière et l’éparpille sous forme de photons au sein du rayon de Schwarzschild, là ou le temps est si distendu qu’il se fige. Apparemment, même la lumière n’aurait pas la puissance nécéssaire pour s’extraire d’une telle force gravitationnelle. Du coup, comment un rayonnement peut t-il arriver? Cela signifie t-il également qu’un trou noir n’existe pas objectivement? C’est à dire qu’un trou noir n’absorbe rien, ni ne fasse rien disparaître, la matière se contentant de se distendre à l’infini et de se disloquer au sein du rayon de Schwarzschild? Si une particule de matière ressort sous forme du rayonnement d’Hawking du rayon susnommé, normalement, celle-ci a pu observer la fin de l’univers extérieur au trou noir. Du coup, comment expliquer que notre univers présent puisse rencontrer un tel rayonnement?! Merci d’avance pour vos précisions, mon cerveau chauffe, et mes connaissances limitées ne me permettent pas de répondre à un tel paradoxe.

    • L’évaporation des trous noirs prédite par Hawking (et pas encore vérifiée expérimentalement) est basée sur les paires de particules/antiparticules produites constamment par les fluctuations du vide quantique (et ça c’est expérimentalement vérifié par l’effet Casimir).
      A l’horizon d’un trou noir, ces paires peuvent être séparées par l’effet de marée, et l’une absorbée par le trou noir. Paradoxalement, cette absorption correspond à une perte d’énergie du trou noir, cohérente avec la perception d’un observateur extérieur qui verrait l’autre particule comme émise par l’horizon du trou noir.

    • Je me permets une petite précision (j’espère ne pas subir le ridicule de ne pas avoir compris moi-même !) : le rayon de Schwarzschild n’est pas du tout analogue à un rayon d’énergie, genre X, ou Gamma ou dieu sait quoi, mais un rayon au sens géométrique, comme le rayon de la Terre ou du Soleil.

  35. Un trou noir est simplement un  » portail  » qui nous permet de changer de dimension… bien sur il n’y a que notre conscience qui  » fait le passage  »… il nous faut laisser les lois physiques connues et en adopter de nouvelles… tout change dans notre univers… sauf le changement…. c’est la nature de la vie… le mouve-ment…. et le juge-ment…. d’où la maxime  » Redevenez comme un enfant…  » Observateur innocent  » sans jugement…

  36. Bonjour,
    et bravo pour votre article passionnant. Une question que je me pose sur les trous noirs sans trouver de réponses:
    Pour nous, observateurs extérieurs, aux trous noirs, la matière tombant dans le trou noir ne passe jamais l’horizon des évènements ! Leur prise de masse n’est pas possible dans notre histoire.
    Pourtant, si un voyageur décide de passer l’horizon de ce trou noir dans sont temps propre, le trou noir gagne bien en masse. Cette prise de masse bien réelle tout en n’étant pas dans notre histoire (comme ensemble de notre temps propre) ! Est-ce a dire qu’en pénétrant dans le trou noir le voyageur s’extrait de notre histoire ? (Cette phrase est approximative j’en conviens !)
    De même, lors de sa formation, les derniers atomes de matières nécessaire à l’apparition de l’horizon ne sont-ils pas infiniment ralentis (pour nous observateurs) avant d’atteindre le seuil limite permettant l’apparition du trou noir ? Pouvons-nous donc assister à la naissance d’un trou noir, ou même en voir déjà complètement formés. En clair, dans notre histoire, peut-il exister de vrais trou noirs ?
    Merci d’avance,

  37. Tout ça ça sent la fumisterie intellectuelle car si tout le monde s’accorde pour dire qu’on ne peut pas sortir d’un trou noir, peu font remarquer qu’on ne peut pas y rentrer du point de vue d’un observateur terrestre car dès l’appartition d’un horizon quelque part, l’évolution -en partie l’effondrement gravitationnel- reste figée du point de vue d’un observateur terrestre, donc à moins d’avoir une théorie qui permet de mélanger dilatation du temps et mécanique quantique, on ne peut pas prétendre qu’il y a un rayonnement hawking pour un observateur terrestre, ni même prétendre qu’il y a effondrement en une singularité. Du point de vue d’un mec tombant dans le trou noir, forcément il arrive au moment de l’effondrement du trou noir car cet effondrement l’a « en quelque sorte » attendu pour continuer. Et de son point de vue, entre des effets de marées qui vont briser ses membres, le sang qui ne peut plus circuler une fois qu’il a atteint les membres les plus proches du centre de gravité, les neurones qui ne peuvent plus communiquer par influx nerveux dans certaines directions, je pense que la physique théorique est le dernier de ses soucis. Et si néanmoins on s’en occupe, il faudra déja savoir si les équations de physique quantique ne sont pas « légèrement » impactées par un ecoulement du temps variable localement et une courbure bien loin de l’espace temps plat de Minkowski.

    • C’est marrant je retombe sur ce blog plus d’un an après par hasard en y arrivant depuis d’autres articles.

      En relisant je me rend compte que mon ton était assez agressif. Par fumisterie je ne qualifiait pas ce blog ou cet article, mais la théorie du trou noir qui semble être plus une sorte de croyance que quelque chose de scientifique sur bien des abords. Histoire d’éviter les quiproquos.

  38. je me nomme rodigue Zoko, passionne d astronomie. vu la theorie d Einsten Rosen parlant du fonctionnement des trous noirs et des trous blancs relies par une action d aspiration expulsion, ne pourrons nous pas affirmer que les trous noirs sont les roues de l univers? c est a dire a l origine de l expansion de l univers?

    • oui ca serait l’origine de plusieurs dimensions et du passe des étoiles que l’on voit, dans ce cas que on est dans une autre dimension que les étoiles lointaines qu’on voit,

  39. Bonjour, excellent article c’est passionnant, j’ai découvert ton travail sur YouTube et suis fan depuis. une question de néophyte mais à laquelle je n’ai trouvé de réponses nulle part : a l’interieur des trous noirs y a t il production de lumière? Est ce qu’il reste un noyau de l’etoile qui s’est effondrée (pour un trou noir stellaire) ou pas du tout, le sait-on seulement? Je peux pas m’empecher d’imaginer une étoile qui retiendrait la lumière qu’elle produit ça serait assez classe non? Une étoile noire. Je sais qu’une singularité fait théoriquement un volume nul donc niveau émission de lumière ça doit pas être la joie, mais c’est tellement technique tout ça et je connais rien à l’astrophysique donc… Cette question me turlupine depuis des angeries.

  40. Je ne comprend pas trop d’ou provient le rayonnement de Hawking ? S’echappe t-il du trou noir, ou est-il produit a la lisiere de l’horizon ?
    Si il s’en echappe, comment est ce possible ? Je croyais que la courbure de l’espace temps etait telle que meme des particules ayant une vitesse c (photons) ne pouvaient s’en echapper ?

  41. J’ai une question, je n’ai pas vraiment de l’expérience sur ce genre de théorèmes et je ne comprends pas absolument tout. Mais si le trou noir finit par s’évaporer supposons qu’un objet ait réussi a rentrer, au bout d’un moment l’objet ou la personne s’évapore aussi alors il reste que ses particules et si les particules vont a une vitesse c alors il serait possible que les particules se dirigent vers le futur mais dans ce cas elles ne se rassembleront pas ou si, si on met en compte des théories de téléportation que des histoires de science fiction ont évoqué et a partir de la si on voudrait aller au futur d’une autre dimension faudrait trouver un moyen de rassembler nos particules pour redevenir une personne, parce que sinon nous et les objets on arriverait en 1000 morceaux.

  42. Et il y aurait aussi une modification des nos molécules par assemblement avec d’autres atomes logiquement a cause de l’énergie que contient le trou noir a l’intérieur?

  43. Le firewall du dernier trous Noir de l’univers à été franchi en toute discrétion hier par moi-même même, un trou noir ne conserve pas l’information il la convertie en information quantique qui remonte le temps, vers le passé et qui constitue l’expérience de conscience de chaque individu, comme je serais le dernier à mourir, la dernière particule de matière de l’univers à être détruite, pour être précis un atome de diamant, je suis le premier informé de cet état de fait et d’une certaine façon, le premier à naître, à la nanoseconde ou cette dernière poussière sera détruite, l’unique et gigantesque trou noir de l’univers explosera en un nouveau Bigbang, à bonne entendeur salut !

  44. Bonjour à tous,

    Déjà laissez-moi me présenter, je m’appelle Dylan et je viens actuellement de passer en 1ère S SI (très content hehe) ! 🙂
    Voilà, j’ai lu votre article car je m’intéresse de plus en plus en physique (déjà intéressé auparavant ^^, je compte me spécialiser en physique, maths). Bref passons à ma question : Est-ce possible qu’un trou noir soit une porte d’entrée vers une autre galaxie ? ^^

    Ha et si quelqu’un pourrait me conseiller concernant des livres (assez simple à comprendre tout de même je suis encore un débutant :p ) sur la physique en rapport principalement avec la vitesse de la lumière et les trous noirs.

    Merci beaucoup pour vos futures réponses en espérant ne pas avoir choqué quelque-uns d’entre-vous ! ^^

  45. Bonjour David;

    « La question qui provoque tout cette agitation est « que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ? » La réponse est bien évidemment qu’on finit par mourir. »

    Ce qui est exactement ce qui nous arrive dans une déformation spatiale tout à fait ordinaire; comme sur la Terre. 🙂

    « tout ce qui tombe dans un trou noir finit par se faire carboniser au contact de ce qu’ils ont appelé « un mur de feu » (firewall). »

    Ce qui est assez normal puisque l’augmentation de la densité augmente la chaleur.

    « Un trou noir, c’est une région de l’espace de laquelle rien ne peut s’échapper, pas même la lumière.  »

    C’est là, la définition d’un « dramaturge ». En réalité, un trou noir est simplement une déformation maximale de la géométrie d’un volume d’espace-temps, d’où on ne peut s’échapper, ce qui est exact.

    « …et dont la force d’attraction gravitationnelle est suffisante pour retenir n’importe quel objet, particule ou même rayon lumineux. »

    Excusez-moi de le souligner mais on jurerait entendre parler Newton. 😦

    « Si vous arriviez à concentrer toute la masse du Soleil dans un rayon inférieur à 3 kilomètres, cela créerait un trou noir  »

    Autrement dit, si vous parvenez à installer le Soleil dans un volume d’espace, produit par un affaissement de la métrique qu’il représente, inférieur à 3 km, cela donne un trou noir.

    « Cette limite (qui dans le cas de la masse du Soleil vaut 3 kilomètres) est appelée l’horizon du trou noir. »

    Notons tout de suite que le Soleil ne serait évidemment plus là. Sinon impossible de « tomber » dans le trou noir en question et d’y être « piégé ».

    « Mais ce qu’il faut comprendre, c’est qu’au niveau de l’horizon, il n’y a rien, et notamment pas de matière !  »

    Comme c’est ce que je viens de dire, nous sommes d’accord. Mais dans ce cas un trou noir n’est pas un affaissement de la « matière » mais bien un affaissement de la « métrique de l’espace-temps ». Si « matière » il y a encore, elle est quelque part au fond du trou.

    « Celle-ci (la matière) est concentrée plus au centre, »

    Si elle n’a pas été détruire en traversant les limites de Chandrasekhar, évidemment. Ce qui me surprendrait beaucoup.

    « Si un jour vous avez le malheur de tomber dans un trou noir, vous ne vous en rendrez même pas compte ! »

    Et c’est probablement pourquoi qu’on finit par y mourir comme sur la Terre; mais je n’y crois pas à cause de Chandrasekhar, justement.

    « …si une cabine d’ascenseur se décroche et que les occupants tombent en chute libre, ils flotteront dans les airs comme s’ils étaient en apesanteur dans l’espace. »

    Mais pourquoi donc Newton n’y a pas pensé lorsque sa pomme s’est décrochée de l’arbre et est tombée comme l,ascenseur d’Einstein?
    Réponse: Parce que Newton se contrefichait complètement de la situation des « pépins dans sa pomme ».

    « Einstein a érigé cette observation en principe général : il n’existe aucune différence détectable entre l’apesanteur et la chute libre »

    « Différence détectable » est d’une importance capitale. Ce qu’il dit est qu’il est impossible de savoir si on se trouve en chute libre ou dans un espace-temps sans déformation. Par contre, on sait aujourd’hui que notre univers est euclidien et « plat » sauf pour quelques « anisotropies » perçues par PLANCK. Ce qui signifie que si l’on « tombe » vraiment (malgré la non perception), on est dans une déformation; si on ne « tombe » pas, et que l’on n’est pas en « orbite » (qui n’est pas de « tomber » indéfiniment mais plutôt de progresser selon la topologie ambiante), on se trouve dans l’univers « plat » (en apesanteur réelle).

    « si on connait exactement l’état présent d’un système, on peut en principe reconstituer son passé. On dit donc que l’information ne disparaît pas : elle est conservée. »

    C’est comme pour le trajet de chacune des boules après la « casse » dans une partie de « snooker »; la position finale des boules versus leur position de départ, plus les interactions entre elles après le coup de « casse », possèdent l’information du trajet de chacune des boules.

    « …à l’extérieur du trou noir il n’y aura strictement plus aucune information qui nous renseigne sur ce qu’il y avait avant »

    Rien d’étonnant là, on vient de jeter l’information dans le trou noir, d’où elle ne peu pas sortir. C’est quoi le problème? L’information est conservée dans le trou noir tout simplement, elle n’est pas « pfouit » disparue!!!

    « Avec les trous noirs, l’information est détruite au lieu d’être conservée. »

    Pas du tout « détruite » mais bien « hors de portée » à partir de l’extérieur d’un trou noir. Ne dramatisons pas inutilement.

    « C’est ce qu’on appelle le rayonnement de Hawking. »

    Difficile à prouver, ce rayonnement. Il n’est pas observé et les trous noirs qui les auraient subis sont, par définition: disparus (évaporés).

    « Leonard Susskind de l’Université de Stanford a résolu le paradoxe en montrant qu’il existe dans le rayonnement de Hawking une trace de la nature exacte de tout ce qui est tombé dans le trou noir depuis sa création. »

    Ouais! Il a fallu 28 ans à Leonard Susskind pour formuler une théorie prouvant que Stephen Hawking s’était trompé. C’est pas drôle! Mais curieusement, Susskind dit qu’un trou noir est plus froid à l’intérieur de son horizon qu’à l’extérieur. Difficile à accepter puisqu’il est impossible d’obtenir d’information venant de l’intérieur de l’horizon d’un trou noir. Un « fait » demeure: une augmentation de densité produit une augmentation de chaleur. Serait-ce alors, qu’un trou noir ne possède aucune énergie (n’est pas énergétique) et donc aucune chaleur? Cela voudrait dire qu’un trou noir n’est qu’une déformation « passive » de l’espace-temps??? Curieusement, c’est exactement mon opinion. Sacré Susskind va!

    « Dans cet article, lui (Joe olchinsky) et ses collaborateurs démontrent que si le mécanisme de conservation de l’information proposé est vrai, alors il doit exister au niveau de l’horizon du trou noir un zone de très forte libération d’énergie, zone qu’ils ont malicieusement appelé « firewall »…Si on en croit leur raisonnement, un individu qui tomberait dans un trou noir serait donc instantanément vaporisé au moment où il franchirait l’horizon. »

    Ce qui prouve que lorsqu’en absence d’information, on peut dire n’importe quoi. C’est comme de dire qu’il fait très froid à zéro degré kelvin en l’absence de chaleur. Il faut dire zéro Kelvin car il n’y a aucune chaleur donc impossible de parler de « degré de chaleur. Inutile , non plus, de parler de « froid ». Tout ce que l’on peut dire c’est qu’il n’y a aucun « mouvement » quel qu’il soit. Le temps ne s’écoule pas, et les distances sont inexistantes puisqu’une distance est la manifestation d’un « mouvement ».

    « A l’heure actuelle, il n’existe donc que 3 alternatives possibilités :
    -Le principe d’équivalence est faux, et il faut repenser en profondeur la relativité générale (ou encore: voir d’où il vient) ;
    -La conservation de l’information est fausse, et il faut repenser en profondeur la mécanique quantique (ou comprendre que la QFD est un « outil » et non la réalité) ;
    -Polchinski et sa bande ont fait une erreur(peut-être en situant la « carbonisation » au niveau de l’horizon, mais c’est à voir) »

    Une quatrième est la seule qui me semblerait efficace. Ce serait de laisser les « théoriciens » grimper sur les murs extérieurs de leur bâtisses pour qu’ils reprennent leurs esprits. Cela fonctionne chez les chercheurs électroniciens.

    « Alors, on sacrifie la mécanique quantique ou la relativité générale ?  »

    Cela dépend d’un seul facteur: Êtes-vous prêts à considérer que l’augmentation de la densité énergétique s’équilibre aux « effets » gravitationnels? Si oui, sacrifiez la mécanique quantique et adaptez la relativité générale au microscopique. Le problème sera réglé (ainsi que plusieurs autres).

    « On comprend mieux pourquoi le problème du firewall suscite un tel enthousiasme, car sa résolution va peut être nécessiter de repenser des principes physiques fondamentaux maintenant vieux de presque un siècle. »

    Et c’est exactement ce que je viens de proposer 🙂

    • Bonjour l’artiste 12.

      Avez vous pensé à prendre en compte la distorsion temporelle dans vos calculs et des observations que nous pourrions faire dans ce cadre ? Je m’excuse par avance si ma question est triviale. Mais à quelle « vitesse » s’écoule le temps à l’approche de l’horizon des événements ? Et du coup un événement qui se produit en une seconde à l’horizon se produirait pour nous en combien d’heures, jours, semaines, mois, années ? Il ne s’agit pas seulement d’une déformation de l’espace mais de l’espace-temps… la gravité engendrée par l’objet céleste est telle qu’elle déforme le temps en même temps que l’espace. Si nous pouvions nous retrouver à la surface de cet objet, la lumière dans cet espace temps se propagerait à quelle vitesse ? Sans doute 300000km/s mais pour un observateur « extérieur « , dans notre espace temps terrestre, il faudrait « 1000ans » pour voir ce rayon lumineux se propager…
      Je suis limité par mes connaissances et m’en excuse mais vous serait il possible de me répondre ?

      • bonjour messieurs
        donc vous voulez tous voir ou ressentir les effets d’un trou noir
        et bien prenez deux miroirs quasiment face à face et regardez vous, vous disparaissez et la lumière avec, tellement elle est contractez, vous êtes là sans l’être.
        ou alors pensez à une explosion une énorme chaleur (dilatation) et quand ça refroidi cela ce contracte et la retour compression mais froide avec un paradoxe quand un corps est comprimé est s’échauffe
        donc un trou noir peut être un retour vers un big bang
        mais ne vous cassez pas l’anus, ont sera tous au rendez vous, mais un peu en poussières

        un inculte qui espère éclairer les bipèdes

  46. Excise t’il une pression universelle?
    Le trou noir s’effondrerait sur lui même, expulserait ses molécules vers un endroit ou cette pression serait nettement inférieur.
    Dans l’univers n’aurait-on pas une pression plus importante au centre, pour faiblir à ses extrémités. (comme dans la profondeur de l’eau). La molécule la plus légère remonterait à ça périphérie.
    Tout est rond donc…. pourquoi pas juste un siphon qui par ça différence de masse et pression ne pourrait-il pas évacuer ce qui le compose pour se dépressuriser et se ré-équilibrer avec son espace.

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  51. Et si un trou noir ressemblait à une chaussette qui peut se plier et déplier de l’envers à l’endroit et de l’endroit à l’envers?
    C’est peut être une idée stupide mais c’est ainsi que je l’imagine 🙂

  52. Oui,mais,comment peut-on aller dans le trou noir ?.
    Et pourquoi on meure dans le trou noir ?
    Ça tombe très bien car vous m’énervez et vous m’agacez tellement que j’aimerais VOUS envoyez DANS le TROU NOIR.

    Espèce d’IDIOTS !!!!!!!!!!!!!!!!!

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