Chute libre vers/dans un trou noir
Publié : 06 février 2019, 21:58
Hello,
Pour faire suite à mon post sur la centrale inertielle, je me suis posés des questions sur ce à quoi ressemblerait une chute libre vers/dans un trou noir, et les conséquences que ça aurait sur notre compréhension de l'Univers.
Je précise que j'ai un background scientifique BAC-S et classe prépa, et qu'au delà de ça, je n'ai jamais eu la chance de parler avec des gens, des profs, ou des scientifiques qui pourraient m’expliquer car je n'ai pas du tout fait ce types de filières (cosmologie, relativité, etc) pendant mes études. Donc je vais sans doute dire des conneries.
Donc voilà, si j'étais en chute libre vers un trou noir, que se passerait-il ?
Je ne constaterais rien d'anormal, mon temps propre et mon référentiel inertiel restent mon temps propre et mon référentiel inertiel.
Je ne constaterais pas que ma montre ralentit.
Je ne constaterais pas que les dimensions de mon corps s'allongent* (la règle s'allongeant en même temps que moi).
En approchant du trou noir, j'imagine que mes molécules pourraient se désintégrer si la force de gravitation devient plus intense que la force électromagnétique qui maintient mes molécules ensembles.
En revanche un observateur extérieur me verrait ralentir en approchant de l'horizon des événements.
Un observateur extérieur verrait que mes dimensions se sont allongées.
*En approchant du trou noir, il se pourrait que les différentes parties de mon corps ne soient plus dans le même référentiel inertiel, c'est à dire que mon pied pourrait être 50x plus grand que mon cœur, et que le temps s'écoule plus lentement dans mon pied que dans mon cœur.
Les pulsations de mon cœur seraient désynchronisées par rapport aux pulsations sanguines dans mon pied.
Au mieux, je crève d'un problème de pression artériel ou d’arythmie cardiaque.
Disons qu'on veuille envoyer une sonde à la place, ça se vouerait à l'échec aussi, car les oscillateurs des circuits intégrés ne battraient plus de manières synchronisées et les puces ne pourraient plus communiquer via les BUS si les différents circuit de la carte sont dans des référentiels inertiels différents, avec des temps propres différents.
Imaginons qu'on fasse abstraction de ces problèmes (et des autres problèmes),.... car je risque aussi de me faire irradier par des rayons gamma, avoir un cancer, et de me faire déchiqueter par un jet de matière qui traverse mon corps à des vitesses relativistes en orbitant autour du trou noir....
Les observateurs extérieurs me verraient ralentir et m'allonger. Donc je les verrais accélérer et rétrécir.
Je m'attend à ce que l'horizon des éventements ne soit pas une frontière matériel palpable, c'est juste une frontière à partir de laquelle les observateurs extérieurs (ou leur arrière arrière arrière petits enfants ne me verront plus).
A ce stade, j'entre en chute libre dans le trou noir.
L'observateur extérieur ne me verra plus mais je continuerai de le voir.
Je continuerai de voir l'observateur, accélérer et rétrécir. Je pourrais aussi voir les autres étoiles en dehors du trou noir et mes mesures sur leur positions me monteraient que les étoiles s'éloignent et que leur éloignement s'accélère.
J'aurai l'impression que "l'univers" dans lequel je me trouve est en expansion accélérée.
D'où mes questions, est-ce que notre perception de "l'univers en expansion accéléré" n'est pas assimilable à une chute libre vers/dans un trou noir ?
Est-ce que notre univers possède un (ou plusieurs) horizon des événements ?
Il me semble que les physiciens ne comprennent pas la singularité à l'intérieur d'un trou noir car il n'y pas encore de "théorie du tout" pour expliquer la gravitation à l’échelle quantique.
Si les dimensions s'allongent et si le temps ralentit quand nous sommes en chute libre dans un trou noir, alors je ne comprend pas pourquoi il devrait y a voir une singularité à l'intérieur d'un trou noir, c'est à dire un point unique ou fini fatalement toute la matière concentrée.
Au contraire, la matière aspirée devrait se disperser, de plus en plus loin et de plus en plus vite (expansion accélérée) à l'intérieur du trou noir.
Du coup, une série d'autres questions :
Pour définir la taille d'un trou noir, en mesurant sa circonférence P et mesurant son rayon R, vais-je quand même trouver P = 2 Pi R ?
La mesure de R ne seraient pas faite dans le même référentiel inertiel que la mesure de P, on pourrait trouver que R soit immensément plus grand que P ?
Dans ce cas, une autre série de questions :
Est-ce qu'un trou noir est bien plus grand à l'intérieur qu'à l’extérieur ? (TARDIS)
Est-ce que à l’intérieur d'un jeune trou noir, j'y trouverai une étoile ?
Est-ce que à l'intérieur d'un vieux trou noir je pourrai trouver un système solaire ou une galaxie ?
Est-ce que à l'intérieur d'un super vieux trou noir, je pourrai trouver un amas de galaxie ?
En revenant sur Terre,
Que pouvons-nous supposer sur l’existence d'un ou plusieurs horizons des événements de l'Univers :
1. Sans savoir si l'Univers est de taille finie et de masse finie (dans le sens où il existe des coordonnées de l'univers à partir desquelles on ne trouve plus de matière ou d'énergie)
2. ou sans savoir si notre Univers est de taille infinie et de masse infinie,
3. ou sans savoir si notre Univers est de taille "infinie" et de masse fine, c'est à dire courbé sur lui même, comme la surface du sphère, on peut en faire le tour sans jamais être arrêté par une une frontière, on peut revenir à son point de départ en se déplaçant en "ligne droite sur une géodésique courbe"
Dans le cas 1, je m'attend à ce qu'on puisse calculer son "rayon de Schwarzschild" (oui c'est faux, mais je veux dire un horizon des éventements). ça serait intéressant de voir si le rayon de l’horizon des événements est plus grand ou plus petit que le taille de l'Univers.
On pourrait calculer des rayons des événements locaux (locaux = amas de galaxies, super amas), ça serait intéressant de voir si il est possible que amas de galaxies ou des supers amas nous soient totalement invisibles car ils se retrouvent cachés derrière un horizon des événements.
En conclusion,
Il existerait des zones de l'Univers totalement invisibles car cachées derrière un horizon des événements mais dont l’influence gravitationnelle serait bel est bien mesurable (telle la matière noire).
La mesure d'un Univers en expansion accélérée ne serait qu'une conséquence d'une chute libre dans une zone de l'univers suffisamment dense pour quelle soit cachée derrière un horizon des événements.
Autre chose,
Depuis mon trou noir, j'observe le système solaire à l'extérieur, dans mon temps propre je vois la Terre faire le tour du soleil en 1 seconde par exemple.
Je devrais voir un énorme décalage vers le bleu du spectre lumineux du Soleil.
Je mesure la luminosité d'une Supernova de type Ia, dans mon temps propre je mesure une énérgie-luminosité sur 1 seconde, ce qui correspond par exemple à 25 ans d'émission de lumière dans le temps propre de la supernova. Ma supernova devrait être beaucoup trop brillante par rapport à la valeur attendue et serait décalée vers le bleu ?
Pour faire suite à mon post sur la centrale inertielle, je me suis posés des questions sur ce à quoi ressemblerait une chute libre vers/dans un trou noir, et les conséquences que ça aurait sur notre compréhension de l'Univers.
Je précise que j'ai un background scientifique BAC-S et classe prépa, et qu'au delà de ça, je n'ai jamais eu la chance de parler avec des gens, des profs, ou des scientifiques qui pourraient m’expliquer car je n'ai pas du tout fait ce types de filières (cosmologie, relativité, etc) pendant mes études. Donc je vais sans doute dire des conneries.
Donc voilà, si j'étais en chute libre vers un trou noir, que se passerait-il ?
Je ne constaterais rien d'anormal, mon temps propre et mon référentiel inertiel restent mon temps propre et mon référentiel inertiel.
Je ne constaterais pas que ma montre ralentit.
Je ne constaterais pas que les dimensions de mon corps s'allongent* (la règle s'allongeant en même temps que moi).
En approchant du trou noir, j'imagine que mes molécules pourraient se désintégrer si la force de gravitation devient plus intense que la force électromagnétique qui maintient mes molécules ensembles.
En revanche un observateur extérieur me verrait ralentir en approchant de l'horizon des événements.
Un observateur extérieur verrait que mes dimensions se sont allongées.
*En approchant du trou noir, il se pourrait que les différentes parties de mon corps ne soient plus dans le même référentiel inertiel, c'est à dire que mon pied pourrait être 50x plus grand que mon cœur, et que le temps s'écoule plus lentement dans mon pied que dans mon cœur.
Les pulsations de mon cœur seraient désynchronisées par rapport aux pulsations sanguines dans mon pied.
Au mieux, je crève d'un problème de pression artériel ou d’arythmie cardiaque.
Disons qu'on veuille envoyer une sonde à la place, ça se vouerait à l'échec aussi, car les oscillateurs des circuits intégrés ne battraient plus de manières synchronisées et les puces ne pourraient plus communiquer via les BUS si les différents circuit de la carte sont dans des référentiels inertiels différents, avec des temps propres différents.
Imaginons qu'on fasse abstraction de ces problèmes (et des autres problèmes),.... car je risque aussi de me faire irradier par des rayons gamma, avoir un cancer, et de me faire déchiqueter par un jet de matière qui traverse mon corps à des vitesses relativistes en orbitant autour du trou noir....
Les observateurs extérieurs me verraient ralentir et m'allonger. Donc je les verrais accélérer et rétrécir.
Je m'attend à ce que l'horizon des éventements ne soit pas une frontière matériel palpable, c'est juste une frontière à partir de laquelle les observateurs extérieurs (ou leur arrière arrière arrière petits enfants ne me verront plus).
A ce stade, j'entre en chute libre dans le trou noir.
L'observateur extérieur ne me verra plus mais je continuerai de le voir.
Je continuerai de voir l'observateur, accélérer et rétrécir. Je pourrais aussi voir les autres étoiles en dehors du trou noir et mes mesures sur leur positions me monteraient que les étoiles s'éloignent et que leur éloignement s'accélère.
J'aurai l'impression que "l'univers" dans lequel je me trouve est en expansion accélérée.
D'où mes questions, est-ce que notre perception de "l'univers en expansion accéléré" n'est pas assimilable à une chute libre vers/dans un trou noir ?
Est-ce que notre univers possède un (ou plusieurs) horizon des événements ?
Il me semble que les physiciens ne comprennent pas la singularité à l'intérieur d'un trou noir car il n'y pas encore de "théorie du tout" pour expliquer la gravitation à l’échelle quantique.
Si les dimensions s'allongent et si le temps ralentit quand nous sommes en chute libre dans un trou noir, alors je ne comprend pas pourquoi il devrait y a voir une singularité à l'intérieur d'un trou noir, c'est à dire un point unique ou fini fatalement toute la matière concentrée.
Au contraire, la matière aspirée devrait se disperser, de plus en plus loin et de plus en plus vite (expansion accélérée) à l'intérieur du trou noir.
Du coup, une série d'autres questions :
Pour définir la taille d'un trou noir, en mesurant sa circonférence P et mesurant son rayon R, vais-je quand même trouver P = 2 Pi R ?
La mesure de R ne seraient pas faite dans le même référentiel inertiel que la mesure de P, on pourrait trouver que R soit immensément plus grand que P ?
Dans ce cas, une autre série de questions :
Est-ce qu'un trou noir est bien plus grand à l'intérieur qu'à l’extérieur ? (TARDIS)
Est-ce que à l’intérieur d'un jeune trou noir, j'y trouverai une étoile ?
Est-ce que à l'intérieur d'un vieux trou noir je pourrai trouver un système solaire ou une galaxie ?
Est-ce que à l'intérieur d'un super vieux trou noir, je pourrai trouver un amas de galaxie ?
En revenant sur Terre,
Que pouvons-nous supposer sur l’existence d'un ou plusieurs horizons des événements de l'Univers :
1. Sans savoir si l'Univers est de taille finie et de masse finie (dans le sens où il existe des coordonnées de l'univers à partir desquelles on ne trouve plus de matière ou d'énergie)
2. ou sans savoir si notre Univers est de taille infinie et de masse infinie,
3. ou sans savoir si notre Univers est de taille "infinie" et de masse fine, c'est à dire courbé sur lui même, comme la surface du sphère, on peut en faire le tour sans jamais être arrêté par une une frontière, on peut revenir à son point de départ en se déplaçant en "ligne droite sur une géodésique courbe"
Dans le cas 1, je m'attend à ce qu'on puisse calculer son "rayon de Schwarzschild" (oui c'est faux, mais je veux dire un horizon des éventements). ça serait intéressant de voir si le rayon de l’horizon des événements est plus grand ou plus petit que le taille de l'Univers.
On pourrait calculer des rayons des événements locaux (locaux = amas de galaxies, super amas), ça serait intéressant de voir si il est possible que amas de galaxies ou des supers amas nous soient totalement invisibles car ils se retrouvent cachés derrière un horizon des événements.
En conclusion,
Il existerait des zones de l'Univers totalement invisibles car cachées derrière un horizon des événements mais dont l’influence gravitationnelle serait bel est bien mesurable (telle la matière noire).
La mesure d'un Univers en expansion accélérée ne serait qu'une conséquence d'une chute libre dans une zone de l'univers suffisamment dense pour quelle soit cachée derrière un horizon des événements.
Autre chose,
Depuis mon trou noir, j'observe le système solaire à l'extérieur, dans mon temps propre je vois la Terre faire le tour du soleil en 1 seconde par exemple.
Je devrais voir un énorme décalage vers le bleu du spectre lumineux du Soleil.
Je mesure la luminosité d'une Supernova de type Ia, dans mon temps propre je mesure une énérgie-luminosité sur 1 seconde, ce qui correspond par exemple à 25 ans d'émission de lumière dans le temps propre de la supernova. Ma supernova devrait être beaucoup trop brillante par rapport à la valeur attendue et serait décalée vers le bleu ?