TPE sur les trous noirs

Résumé du document

Par la suite, de nombreux scientifiques vont être amenés à étudier ces curiosités. Les trous noirs sont peut être les seuls objets pour lesquels un modèle mathématique et physique très précis à été mis en place avant même l'observation.

A partir de là, on peut se demander comment se présentent les trous noirs d'un point de vue scientifique. D'où viennent-ils ? A quoi ressemblent-ils, quelles sont leurs propriétés ? Quel est le point de vue actuel des scientifiques ?

Nous étudierons d'abord l'origine des trous noirs et leur formation. Nous essaierons ensuite de déterminer leur structure dans l'espace. Puis, nous verrons quelles sont les propriétés physiques des trous noirs (...)

Extraits

[...] Par exemple, l'énergie d'un proton (voir E=mc2) est d'environ 1GeV (G=Giga=10^9). Horizon des événements: C'est la frontière du trou noir, au delà de cette limite, rien ne peut plus ressortir. Lentille gravitationnelle : Phénomène de déviation de la lumière par un trou noir. Le soleil, par exemple, lorsque celui-ci se projette devant un fond lointain d'étoiles, courbe l'espace-temps et dévie les rayons lumineux. Longueur d'onde: Distance entre deux creux d'une onde, plus la longueur d'onde est petite, plus l'onde est énergétique. [...]

[...] C'est là qu'intervient le principe d'exclusion de Pauli. Plus la gravité rapproche les électrons, plus ceux-ci s'esquivent à des vitesses rapides, créant une pression de dégénérescence de plus en plus forte. Cette pression permet de s'opposer a la gravité et de stopper l'effondrement. Cependant, il y a une limite au principe d'exclusion (et donc a la pression de dégénérescence): les électrons ne peuvent aller plus vite que c (célérité de la lumière). C'est ce qu'on appelle la limite de Chandrasekhar : la pression de dégénérescence entre les électrons ne suffit pas à stopper la gravité d'un corps de masse supérieure a 1.4 masse solaire, en revanche s'il est en dessous de 1.4 masse solaire, (comme le soleil) ce corps pourra, sans l'aide de forces extérieures contrebalancer la gravité et finir en naine blanche dont la seule garantie pour rester stable est le principe d'exclusion appliqué a ses électrons. [...]

[...] La lumière même ne peut ressortir une fois l'horizon passé. En effet, la vitesse de libération de l'objet devrait être supérieure à celle de la lumière, ce qui est bien sûr impossible. La singularité: C'est le reste de l'étoile (ou du corps compressé). C'est à partir de ce point que s'exerce la gravité gigantesque du trou noir. La physique relativiste prévoit qu'elle est de densité infinie, et de taille nulle. L'horizon des évènement: Il correspond très exactement au rayon de Schwarzschild. (on peut l'appeler sphère de Schwarzschild). [...]

[...] Le lien entre un trou blanc et un trou noir est un trou de ver. En fait, les scientifiques ne sont pas tous accord sur certains points comme : leur origine (trous noirs primordiaux), leur structure (certains pensent qu'ils peuvent être chargés, d'autres pas), et aussi à propos des trous de ver. Lexique Disque d'accrétion : Ensemble des gaz en orbite autour du trou noir, ils émettent un puissant rayonnement à cause de leurs très grandes vitesses. Ergosphère: Dans un trou noir de Kerr (en rotation) c'est la zone dans laquelle rien ne peut rester immobile, tout corps étant entraîné par la rotation du trou noir. [...]

[...] Il emporte avec lui le gros de ses couches externes (pas les plus lointaines). Ceci ce fait en quelques millisecondes, la matière environnante vient rebondir contre le noyau de fer extrêmement dense (qui est en train de devenir une naine blanche par contraction) et, se détend d'un coup pour donner lieu à une énorme explosion soufflant toutes les couches environnantes et ne laissant que le noyau : C'est la Supernova de type II. La répulsion entre neutrons ne suffit pas et le noyau se contracte infiniment et peut dépasser le rayon de Schwarzchild. [...]