Les trous noirs supermassifs peuvent ne pas être denses

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Les trous noirs supermassifs peuvent présenter une densité très faible, parfois plus faible que l'eau. En revanche, leur taille elle est bien "supermassive" : exprimée par le rayon de Schwarzschild elle peut atteindre plusieurs milliers d'unités astronomiques.

Ce sont les petits trous noirs stellaires qui atteignent les densités les plus élevées. Ainsi, le plus petit trou noir détecté concentre dans ses 24 km de diamètre l'équivalent de 3,8 masses solaires. La Terre entière y tiendrait dans le volume d'une cacahuète.


Tous les commentaires (43)

Je ne sais pas vous mais moi je ne capte jamais rien aux anecdotes sur l'espace...

L’anecdote joue beaucoup sur les mots et l’idée que l’on a des trous noir.
Un trou noir est une singularité, c’est à dire qu’il n’a pas de volume. On ne peut pas le mesurer. Son diamètre fait 0. C’est difficile à concevoir mais il n’a pas de taille. Même en zoomant à l’infini avec un microscope on ne verrai toujours qu’un point. Donc sa densité ne peut pas être calculer puisqu’il faudrait diviser sa masse par 0. Et ça c’est impossible.
Le volume qui est donc calculé ici est en fait l’horizon des événements. C’est juste une « limite » où la force de gravité est si forte que pour s’en échapper il faut atteindre une vitesse supérieure à celle de la lumière. Et comme rien ne peut atteindre la vitesse de la lumière, rien ne peut s’en échapper (pas même la lumière. C’est pour cela que c’est noir).

J’ai essayé d’être clair mais je ne sais pas si j’ai réussi.

Pour résumé, un trou noir comme le voit la plupart des personnes est en fait une bulle noire complément vide, mais qui a une masse (malgré qu’elle soit complètement vide).
Tiens ça ferait une bonne anecdote...

Le terme trou noir est faussé, c'est juste une boule très compacte (taille d'un pois vulgairement), sans vide entre les particules, un état non naturel de la matière, créer grâce à des forces colossales, et donc du faite de cet état de la matière, son interaction avec même la lumière (car absorbée) créé une zone non visible, qui vulgairement forme une sphère noire comme une sorte d'aura
Non sérieusement en gros dire qu'il n'y a pas de matière en son centre, c'est de manière à dire que c'est un trou dans notre dimension... On devrait appeler ce phénomène zone de gravité colossale absorbant la lumière

a écrit : "La Terre rentrerait dans une cacahuète". J'ai beau avoir déjà entendu des comparaisons pareilles, mon esprit n'arrive pas à le concevoir... Il faut se dire que la matière est constituée en grande partie de... Vide ! L'espace entre les atomes est bien plus important que l'espace qu'occupent les-dits atomes. Si l'on soumet la matière à une gravité extrême (et donc une pression extrême) cette espace se réduit drastiquement et la matière "prends moins de place".

a écrit : Alors il me semble qu'une petite clarification est nécessaire : le rayon de schwarzchild n'est pas le rayon d'un trou noir ; il représente pour un objet donné le rayon de la sphère dans laquelle on devrait le compresser pour obtenir un trou noir.

Par exemple, le rayon de Schwarzchild du sole
il est de 2km : si on arrive à stacker toute la matière du soleil dans une sphère de 2km de rayon ou moins, il deviendra un trou noir. Cela ne signifie pas qu'il fera cette taille au demeurant.

Pour les curieux, le rayon de Schwarzchild vaut (2*constante de gravitation universele*masse de l'objet)/(2*vitesse de la lumière au carré) :)
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2GM/2c² c'est pas tout simplement GM/c² ?
Parce que le rayon de Schwarzschild c'est 2GM/c²

a écrit : Alors il me semble qu'une petite clarification est nécessaire : le rayon de schwarzchild n'est pas le rayon d'un trou noir ; il représente pour un objet donné le rayon de la sphère dans laquelle on devrait le compresser pour obtenir un trou noir.

Par exemple, le rayon de Schwarzchild du sole
il est de 2km : si on arrive à stacker toute la matière du soleil dans une sphère de 2km de rayon ou moins, il deviendra un trou noir. Cela ne signifie pas qu'il fera cette taille au demeurant.

Pour les curieux, le rayon de Schwarzchild vaut (2*constante de gravitation universele*masse de l'objet)/(2*vitesse de la lumière au carré) :)
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L'équation exacte est :
Rayon = 2 x M x G / c²

M = masse de l'objet considéré, en kg.
G = constante gravitationnelle=6,674.10^-11 en m^3 / kg / s².
c = vitesse de la lumière dans le vide = 2,998.10^8 m/s.
Le Rayon s'exprime alors en mètres.

Par exemple un humain de 70kg devra être comprimé jusqu'à obtenir une sphère de 0,000 000 000 000 000 000 000 000 2 m de diamètre afin de créer un trou noir.

a écrit : "La Terre rentrerait dans une cacahuète". J'ai beau avoir déjà entendu des comparaisons pareilles, mon esprit n'arrive pas à le concevoir... Tout est une question de taille de cacahuète. Ou peut etre s agit il d une metaphore ?

« La terre dans une cacahuète », ca donne un côté discussion de comptoir je trouve :-)

a écrit : Tout est une question de taille de cacahuète. Ou peut etre s agit il d une metaphore ? Si c’était une métaphore, cela voudrait dire que le monde est semblable à une cacahouète il me semble...
Ce qui n’est pas le cas (à ma connaissance :-)

a écrit : Il faut savoir que les atomes qui composent tout autour de nous sont constitués d'un noyau (lui-même composé de protons et de neutrons) et d'électrons qui gravitent autour.
La particularité réside dans le fait que l'espace formé entre le noyau et la ou les couches d'électrons est vide. Il n�
39;y a rien du tout.

Et c'est ce qui explique que la terre tiendrait dans une cacahuète. Car le volume de vide dans chaque atome est démesuré par rapport au volume des particules de matière.

Le trou noir, de par sa puissance inimaginable, arriverait alors à attirer toutes les particules tellement fort qu'elles se libéreraient de toute autre force pour s'agglutiner au trou noir. L'espace vide serait donc éliminé.
Et donc ce qu'il faut comprendre, c'est que le volume total de toutes les particules de notre planète tiennent dans une cacahuète.

NB : j'avais lu une fois non pas une cacahuète mais une pile ; les calculs ont dû être corrigés depuis.
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Ca c'est de la théorie.
Techniquement, un trou noir est impossible.

En pratique, un trou noir est lié a la structure même de l'espace,, et vu qu'on ne sait pas ce que c'est... affirmer quoi que ce soit est forcément faux.

La meilleure définition d'un trou noir, c'est: un effondrement gravitationnel permanent.
On sait que le temps et l'espace sont des notions relative, les systèmes GPS qui doivent être recalibrés tous les jours en sont la preuve physique, mais si le temps et l'espace sont élastique, on peut raisonnablement penser qu'un trou noir s'effondre en permanence et que donc il s'effondrera sans fin, comme si l'on tombait dans un trou sans fond, ce qui est absurde^^

En vrai, on sait que les trous noirs existent, mais on ne sait absolument pas ce que c'est, et ceux qui prétendent le savoir sont des charlatans.

a écrit : L’anecdote joue beaucoup sur les mots et l’idée que l’on a des trous noir.
Un trou noir est une singularité, c’est à dire qu’il n’a pas de volume. On ne peut pas le mesurer. Son diamètre fait 0. C’est difficile à concevoir mais il n’a pas de taille. Même en zoomant à l’infini avec un microscope on ne verrai toujo
urs qu’un point. Donc sa densité ne peut pas être calculer puisqu’il faudrait diviser sa masse par 0. Et ça c’est impossible.
Le volume qui est donc calculé ici est en fait l’horizon des événements. C’est juste une « limite » où la force de gravité est si forte que pour s’en échapper il faut atteindre une vitesse supérieure à celle de la lumière. Et comme rien ne peut atteindre la vitesse de la lumière, rien ne peut s’en échapper (pas même la lumière. C’est pour cela que c’est noir).

J’ai essayé d’être clair mais je ne sais pas si j’ai réussi.

Pour résumé, un trou noir comme le voit la plupart des personnes est en fait une bulle noire complément vide, mais qui a une masse (malgré qu’elle soit complètement vide).
Tiens ça ferait une bonne anecdote...
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C'est vrai, et faux. On ne mesure la taille d'un trou noir que via l'horizon des événements, cela dit, cet horizon a une taille, donc un volume.
Donc la taille d'un trou noir est mesurable. il a une dimension dans l'espace.

a écrit : Tu es bien sûr de ça ? Parce que pour reprendre ton exemple, la masse du Soleil implique une force de gravité bien insuffisante pour retenir toute matière à la manière d'un trou noir, et donc ça n'en ferait pas un. Pour moi le rayon de Schwarzschild correspondait au rayon à l'intérieur duquel rien ne peut réchapper de la force de gravité, y compris la lumière.

C'est à dire que la densité d'un objet n'en fait pas un trou noir, mais sa masse oui.
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Non non ! Le rayon de Schwarzschild est bien le rayon à partir duquel un objet devient un trou noir en fonction de sa masse.
Ce que tu décris est l'horizon des évènements. C'est la distance à partir de laquelle tout devient noir et que toutes les particules n'ont plus qu'un choix possible : aller vers le centre du trou noir.
Ce n'est pas un mur ou une limite perceptible. Tu ne t'en rendras pas compte si tu la franchis.
Imagine que tu nages dans un océan, tu t'éloignes du bord et tu sais que tu as assez d'énergie pour faire 400 mètres. Tu nages tout droit pendant 300 mètres, et tu as alors dépassé une sorte "d'horizon des évenements" qui t'es propre, car tu n'auras jamais assez d'énergie pour revenir !

a écrit : C'est vrai, et faux. On ne mesure la taille d'un trou noir que via l'horizon des événements, cela dit, cet horizon a une taille, donc un volume.
Donc la taille d'un trou noir est mesurable. il a une dimension dans l'espace.
Je rejoins Masamune là-dessus. Un trou noir n’a pas de volume. Son horizon des évènements n’est qu’une limite à partir de laquelle les forces gravitationnelles empêchent la lumière de nous parvenir, mais elle ne fait pas partie du trou noir.
Car un trou noir condense la matière en un point, pas en une boule. Nous définissons le volume d’un élément grâce à la limite à partir de laquelle il y a du vide, pas grâce au champ d’action de ses forces.
Or, derrière l’horizon des évènements d’un trou noir, il y a encore du vide.

a écrit : Ca c'est de la théorie.
Techniquement, un trou noir est impossible.

En pratique, un trou noir est lié a la structure même de l'espace,, et vu qu'on ne sait pas ce que c'est... affirmer quoi que ce soit est forcément faux.

La meilleure définition d'un trou noir,
c'est: un effondrement gravitationnel permanent.
On sait que le temps et l'espace sont des notions relative, les systèmes GPS qui doivent être recalibrés tous les jours en sont la preuve physique, mais si le temps et l'espace sont élastique, on peut raisonnablement penser qu'un trou noir s'effondre en permanence et que donc il s'effondrera sans fin, comme si l'on tombait dans un trou sans fond, ce qui est absurde^^

En vrai, on sait que les trous noirs existent, mais on ne sait absolument pas ce que c'est, et ceux qui prétendent le savoir sont des charlatans.
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Pardon ??!!
Les trous noirs sont cohérents avec la théorie de la relativité générale (bien qu'ils en représentent les limites) et sont présents en grande quantité dans l'univers observable.

À l'extérieur, on sait comment ça marche.
À l'intérieur, on a des simulations de fonctionnement qui sont très probablement vraies, bien que difficilement vérifiables.
Vulgarisation : www.youtube.com/watch?v=3pAnRKD4raY
La seule inconnue est le centre, la singularité. Ici seulement s'arrêtent les théories scientifiques et commencent les théories fantaisistes.

Pour reprendre ta phrase, un trou noir ne s'effondre pas. Par contre, l’effondrement gravitationnel d’une étoile peut créer un trou noir. On ne peut pas dire que c’est un « trou » dans lequel on tombe sans fin. Un trou noir est une zone de l’espace dans laquelle les dimensions que l’on connaît sont extrêmement déformées.
La gravitation est tellement forte qu’à côté d’un trou noir, les secondes pour toi seront des heures, des années puis des millénaires pour l’univers en dehors de sa zone d’influence. Le temps s’étire et l’espace se rétracte.

« En vrai, on sait que les trous noirs existent, mais on ne sait absolument pas ce que c'est, et ceux qui prétendent le savoir sont des charlatans. »
Ben oui bien sûr, pourrissons donc ces scientifiques malhonnêtes qui consacrent leur vie à la science dans l’espoir de comprendre le fonctionnement de l’univers ! Bouuuh ces méchants charlatans !

a écrit : Pardon ??!!
Les trous noirs sont cohérents avec la théorie de la relativité générale (bien qu'ils en représentent les limites) et sont présents en grande quantité dans l'univers observable.

À l'extérieur, on sait comment ça marche.
À l'intérieur, on a des simulations de
fonctionnement qui sont très probablement vraies, bien que difficilement vérifiables.
Vulgarisation : www.youtube.com/watch?v=3pAnRKD4raY
La seule inconnue est le centre, la singularité. Ici seulement s'arrêtent les théories scientifiques et commencent les théories fantaisistes.

Pour reprendre ta phrase, un trou noir ne s'effondre pas. Par contre, l’effondrement gravitationnel d’une étoile peut créer un trou noir. On ne peut pas dire que c’est un « trou » dans lequel on tombe sans fin. Un trou noir est une zone de l’espace dans laquelle les dimensions que l’on connaît sont extrêmement déformées.
La gravitation est tellement forte qu’à côté d’un trou noir, les secondes pour toi seront des heures, des années puis des millénaires pour l’univers en dehors de sa zone d’influence. Le temps s’étire et l’espace se rétracte.

« En vrai, on sait que les trous noirs existent, mais on ne sait absolument pas ce que c'est, et ceux qui prétendent le savoir sont des charlatans. »
Ben oui bien sûr, pourrissons donc ces scientifiques malhonnêtes qui consacrent leur vie à la science dans l’espoir de comprendre le fonctionnement de l’univers ! Bouuuh ces méchants charlatans !
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Si « On ne sait pas ce que c est » pourquoi cela serait des trous noirs ? Et est ce que tu ne te contredis pas toi meme en flinguant ton commentaire

a écrit : Non non ! Le rayon de Schwarzschild est bien le rayon à partir duquel un objet devient un trou noir en fonction de sa masse.
Ce que tu décris est l'horizon des évènements. C'est la distance à partir de laquelle tout devient noir et que toutes les particules n'ont plus qu'un choix possible : a
ller vers le centre du trou noir.
Ce n'est pas un mur ou une limite perceptible. Tu ne t'en rendras pas compte si tu la franchis.
Imagine que tu nages dans un océan, tu t'éloignes du bord et tu sais que tu as assez d'énergie pour faire 400 mètres. Tu nages tout droit pendant 300 mètres, et tu as alors dépassé une sorte "d'horizon des évenements" qui t'es propre, car tu n'auras jamais assez d'énergie pour revenir !
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Non mais en fait après moult recherches, je pense que j'ai compris mon erreur. Je partais du principe que pour retenir la lumière par le fait de la gravité, il faut une certaine masse que le Soleil est loin de rassembler. Sauf que ça c'est pour retenir la lumière dont la vitesse est de 300 000 km/s dans le vide, et dans des conditions standards, c'est à dire par exemple à proximité directe de la Terre.

Or à l'approche d'un trou noir, les conditions sont loin d'être standards, les dimensions spatiales et le temps se déforment, et la vitesse maximale de la lumière s'en retrouve fortement altérée (dans le référentiel terrestre en tout cas, c'est ça que je n'avais pas réalisé :D), d'autant qu'on est rarement dans le vide à proximité d'un trou noir. Du coup un objet très dense mais relativement léger peut former un trou noir car la gravité qu'il impliquera alors déforme considérablement plus son environnement direct que ce qu'on peut attendre d'un objet moins dense. Du coup, le rayon de Schwarzschild étant le rayon en dessous duquel un objet, aussi léger soit-il, peut former un trou noir, et l'horizon étant la limite en dessous de laquelle rien ne peut s'échapper du trou noir, ils ne coïncident pas necéssairement.

Du coup, je constate qu'on peut dire que la densité d'un objet peut en faire un trou noir, une première pour moi. Voilà, en espérant ne pas avoir enduit d'erreur des lecteurs avec mes conneries :D

a écrit : Alors il me semble qu'une petite clarification est nécessaire : le rayon de schwarzchild n'est pas le rayon d'un trou noir ; il représente pour un objet donné le rayon de la sphère dans laquelle on devrait le compresser pour obtenir un trou noir.

Par exemple, le rayon de Schwarzchild du sole
il est de 2km : si on arrive à stacker toute la matière du soleil dans une sphère de 2km de rayon ou moins, il deviendra un trou noir. Cela ne signifie pas qu'il fera cette taille au demeurant.

Pour les curieux, le rayon de Schwarzchild vaut (2*constante de gravitation universele*masse de l'objet)/(2*vitesse de la lumière au carré) :)
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Merci pour les précisions.
Par contre, pourquoi multiplier par 1 dans l'expression du rayon ? ;)

a écrit : Je rejoins Masamune là-dessus. Un trou noir n’a pas de volume. Son horizon des évènements n’est qu’une limite à partir de laquelle les forces gravitationnelles empêchent la lumière de nous parvenir, mais elle ne fait pas partie du trou noir.
Car un trou noir condense la matière en un point, pas en une boule. No
us définissons le volume d’un élément grâce à la limite à partir de laquelle il y a du vide, pas grâce au champ d’action de ses forces.
Or, derrière l’horizon des évènements d’un trou noir, il y a encore du vide.
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...Car un trou noir condense la matière en un point, pas en une boule...
t'as l'air bien sur de toi la je trouve ^^

Bon je me réexprime: vu qu'on ne peut pas savoir ce qu'il y a de l'autre coté de l'horizon des événements, celui qui dit ce qui se passe derrière est un affabulateur, vu qu'il est impossible de le savoir avec les technologies actuelles.

La seule chose qu'on peut mesurer en non-observant un trou noir, c'est l'horizon des événements, son volume (via la mesure de l'horizon en question) et sa densité (via sa force de gravitation). Point final. (la science, c'est l'observation, a ne pas confondre avec les théories s'il vous plait)

a écrit : Pardon ??!!
Les trous noirs sont cohérents avec la théorie de la relativité générale (bien qu'ils en représentent les limites) et sont présents en grande quantité dans l'univers observable.

À l'extérieur, on sait comment ça marche.
À l'intérieur, on a des simulations de
fonctionnement qui sont très probablement vraies, bien que difficilement vérifiables.
Vulgarisation : www.youtube.com/watch?v=3pAnRKD4raY
La seule inconnue est le centre, la singularité. Ici seulement s'arrêtent les théories scientifiques et commencent les théories fantaisistes.

Pour reprendre ta phrase, un trou noir ne s'effondre pas. Par contre, l’effondrement gravitationnel d’une étoile peut créer un trou noir. On ne peut pas dire que c’est un « trou » dans lequel on tombe sans fin. Un trou noir est une zone de l’espace dans laquelle les dimensions que l’on connaît sont extrêmement déformées.
La gravitation est tellement forte qu’à côté d’un trou noir, les secondes pour toi seront des heures, des années puis des millénaires pour l’univers en dehors de sa zone d’influence. Le temps s’étire et l’espace se rétracte.

« En vrai, on sait que les trous noirs existent, mais on ne sait absolument pas ce que c'est, et ceux qui prétendent le savoir sont des charlatans. »
Ben oui bien sûr, pourrissons donc ces scientifiques malhonnêtes qui consacrent leur vie à la science dans l’espoir de comprendre le fonctionnement de l’univers ! Bouuuh ces méchants charlatans !
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nicomputer
Pour reprendre ta phrase, un trou noir ne s'effondre pas

toi aussi tu a l'air bien sur de toi...

C'est dingue quand meme, la communauté scientifique admet ne rien comprendre aux trous noirs, on appelle ça une singularité, ce qui ne veut absolument rien dire, mais toi tu pense sincèrement comprendre un truc que notre science la plus avancée ne sait pas expliquer ni par l'observation, ni par le calcul...

Tu te contente juste de reprendre les équations d'Einstein qui montrent que le temps et l'espace sont élastiques à l'infini et justement, c'est ces calculs qui ont mathématiquement montré que les trous noirs peuvent exister (et qu'on les a cherchés à coups de télescopes optiques), et qu'en plus ils seraient (seraient, je n'affirme rien, je m'approche juste du peu que l'on en sait) des effondrements permanents d'espace/temps.

Tu parle de simulations, de calculs mais en vrai, en réalité, personne ne sait ce qu'est u n trou noir, à part que c'est quelquechose de physiquement inexplicable, d'impossible, c'est pour ca que j'affirme que ceux qui peuvent l'expliquer sont des charlatans.

Peux tu m'expliquer pourquoi l'espace se contracte et se dilate? Bah non forcément, on en est encore à faire des expériences physiques juste pour prouver que l'espace peut se contracter où se dilater quoi! La preuve:
www.lemonde.fr/prix-nobel/article/2017/10/03/la-detection-d-ondes-gravitationnelles-primee-par-le-nobel-de-physique_5195507_1772031.html

C'est un peu comme si un homme de cro-magnon expliquait pourquoi les oiseaux volent, mais était incapable de fabriquer un parachute!
Faut admettre que personne y beigne rien aux trous noirs, m'enfin déjà on a la preuve qu'ils existent, c'est déjà bien. On avance quoi.