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Temps de chute dans un trou noir

Posté par
jean78
06-11-19 à 17:45

Bonjour,

La métrique de Schwarzschild est d\tau^2= -\left(1-\frac{2GM}{c^2r}\right)^{-1} dr^2 + r^2 d \theta ^2 + r^2 sin^2\theta d \phi ^2 + \left(1-\frac{2GM}{r}\right)c^2dt^2.
La coordonnées t représente le temps propre d'un observateur à l'infini.
Donc si j'observe un trou noir lointain, on peut raisonnablement considérer que la coordonnée t associé à ce trou noir correspond à mon temps propre.
De ce fait un objet tombant dans ce trou noir mettra un temps infini pour franchir l'horizon (dans mon référentiel).
Ma question est : si je prenais une belle photo d'un trou lointain, est-ce que je verrais des objets présents lors de la création du trou noir toujours en train de tomber vers ce dernier ?
Si oui, comment expliquer, par exemple, que le trou noir noir au centre de la galaxie grossisse rapidement alors que pour moi, en tant qu'observateur lointain, je ne le verrai jamais avalé quoi que ce soit.

Merci d'avance.

Posté par
krinn Correcteur
re : Temps de chute dans un trou noir 06-11-19 à 22:28

Bonsoir,
Quelques éléments de réflexion , pas plus ( car tes questions sont délicates)

Citation :
La coordonnées t représente le temps propre d'un observateur à l'infini.
Donc si j'observe un trou noir lointain, on peut raisonnablement considérer que la coordonnée t associé à ce trou noir correspond à mon temps propre.

Le temps (coordonnée) d'un système de coordonnées particulier n'a pas de sens physique et on peut utiliser le système de coordonnées qu on veut pour représenter l'espace -temps en RG!
Pour l'étude des trous noirs on utilise d'ailleurs d'autres coordonnées que celles de Schw. et qui ne divergent pas en r=Rs

Citation :
De ce fait un objet tombant dans ce trou noir mettra un temps infini pour franchir l'horizon (dans mon référentiel).

Non, en temps propre il mettra un temps fini, cest la seule chose qui a un sens.
Ce que mesure les observateurs à l'infini n'a aucun sens!
(Même si leurs mesures sont bonnes)
Et d'ailleurs ils ne peuvent pas tout mesurer du fait qu'il y a un horizon , justement.
(Par ex. le temps propre que mettra l'objet a atteindre "la vraie singularité" (en r=O)

Je te recommande les cours de relat' de Susskind mis en ligne par Stanford, un vrai régal ! ( Si tu comprends l'anglais )

Il explique ça infiniment mieux que moi...

Posté par
jean78
re : Temps de chute dans un trou noir 09-11-19 à 18:19

Salut,

Merci pour ta réponse.
Oui je sais qu'un objet pourra traverser sans soucis l'horizon d'un trou noir, et atteindra la singularité en un temps finis.

Citation :
Le temps (coordonnée) d'un système de coordonnées particulier n'a pas de  sens physique et on peut utiliser le système de coordonnées qu on veut pour représenter l'espace -temps en RG!


Je suis tout à fait d'accord. Mais l'interprétation de la coordonnée "t" dans la métrique de Schwarzschild n'est-elle pas correcte pour autant ? C'est le temps propre d'un observateur qui observerait le trou noir à l'infini (là où la métrique redevient celle d'un espace plat).

Citation :
Non, en temps propre il mettra un temps fini, cest la seule chose qui a un sens.
Ce que mesure les observateurs à l'infini n'a aucun sens!
(Même si leurs mesures sont bonnes)


Je suis d'accord mais c'est justement le cas de l'observateur à l'infini qui m'intéresse.

J'irai voir les vidéos de Susskind je te remercie.

Posté par
krinn Correcteur
re : Temps de chute dans un trou noir 09-11-19 à 22:22

Citation :
Mais l'interprétation de la coordonnée "t" dans la métrique de Schwarzschild n'est-elle pas correcte pour autant ?

Je ne dis pas qu'elle est incorrecte, je dis qu'elle est délicate .
C'est comme interpréter une longueur mesurée avec une très forte parallaxe, il faut être prudent dans ses conclusions.

Si un observateur lointain mesure par ex. des décalages spectraux très importants dans des nuages "proches" d'astres compactes, il peut exploiter l'effet Einstein (et interpréter correctement t = grace à la theorie)

En revanche on peut difficilement dire que sous prétexte que pour certains phénomènes au niveau de l'horizon, t alors les événements ne peuvent pas avoir lieu , c'est tout ce que je voulais faire remarquer.

Citation :
comment expliquer, par exemple, que le trou noir noir au centre de la galaxie grossisse rapidement alors que pour moi, en tant qu'observateur lointain, je ne le verrai jamais avaler quoi que ce soit.

Par le phénomène d'horizon pour certains observateurs (en RR comme en RG d'ailleurs)
Certains événements restent inaccessibles a certains observateurs, ce qui ne les empêche pas de se produire dans l 'espace-temps .

Posté par
krinn Correcteur
re : Temps de chute dans un trou noir 09-11-19 à 22:36

Pour ce qui est de la notion du temps en relativité, je recommande les conférences de M. Lachieze -Rey, sur le web
Pour lui, le temps n'existe carrément pas!
Mais on n'est pas obligé de le suivre au pied de la lettre

Posté par
jean78
re : Temps de chute dans un trou noir 10-11-19 à 18:03

Je te remercie.

Posté par
krinn Correcteur
re : Temps de chute dans un trou noir 10-11-19 à 18:25

De rien, tes questions sont toujours très intéressantes.



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