Les trous noirs en astrophysique
Le trou noir en astrophysique
Gonzague Callejo
1
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Propriétés et structure du trou noir isolé
2
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
La vitesse de libération
M: masse de l’attracteur R: rayon de l’attracteur G: constante de gravitation
Vvlib
M,R3
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Les trous noirs: une vieille idée (?)
1784 – John Michell: « les particules de lumière sont attirées de la même façon que les autres corps » La lumière peut être gravitationnellement liée
1796 – Pierre Simon de Laplace: « les plus grands corps lumineux de l’univers peuvent être invisibles » La vitesse delibération peut-elle être égale à la vitesse de la lumière? OUI:
4
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
De nouvelles idées
Champs, théorie de L’électromagnétisme Physique des gaz, thermodynamique
Maxwell
Boltzmann
Construction de la Heisenberg mécanique quantique, microphysique
Bases de la quantification
Planck EinsteinSchrödinger Relativité restreinte, puis générale
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
5
Trou noir: structure classique
6
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
La singularité
1) Purement mathématique
2) En fait fausse singularité
7
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial versionhttp://www.fineprint.com
Physique simple des trous noirs
Ø Masse supérieure à 3 masses solaires Ø Rayon de Schwarzschild maximal: rS=3 km Ø densité jusqu’à 1051 kg par centimètre cube Ø Dernière orbite stable à 3rS (0.54rS)
8
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Le trou noir: un objet simple?
9
PDF created with FinePrint pdfFactory Protrial version http://www.fineprint.com
Black holes have no hair
Penrose-Hawking: La « surface » d’un trou noir est-elle obligatoirement lisse? Réponse: OUI.
?
10
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Optique des trous noirs (1)
Schwarzschild
Kerr
11
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial versionhttp://www.fineprint.com
Le théorème d’unicité
Carter, Penrose, Hawking: paramètres définissant parfaitement un trou noir Le primordial Sa masse
Perte d’informations
L’incontournable Sa vitesse de rotation
Le problématique Sa charge
12
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Zoologie des trous noirs
Standard: Schwarzschild (1916) Relativité généraleEn rotation: Kerr (1963) Relativité générale
Chargé: Reissner-Nordstrom (1918) Relativité générale Electromagnétisme
Chargé et en rotation: Kerr-Newman Relativité générale Electromagnétisme
13
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Le devenir des trous noirs
üA priori: l’éternité… üLa masse du trou noir ne peut qu’augmenter üUne durée devie finie est-elle compatible avec l’horizon des événements? üInvocation de processus à priori farfelus…
14
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
I. L’effet Casimir
VIDE
VIDE
VIDE
Rapprochement des plaques
Pourquoi? VIDE Plaques métalliques (non chargées)
15
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial versionhttp://www.fineprint.com
II. Les fluctuations du vide
Principe d’incertitude de Heisenberg (1922) Nature de la gravitation: Sakharov (1968)
}
P
VIDE
A
16
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
III. Le rayonnement de Hawking
17
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
L’évaporation quantique…