Pourquoi les trous noirs s'effondrent inexorablement sur eux-mêmes ?

Answer 1

Avant de "voir" le trou noir il faut d'abord savoir ce qu'est une étoile. Les étoiles se forment suite à la contraction et l'échauffement d'un nuage de gaz sous l'effet de la gravité. En s'effondrant sur lui même - à cause de la gravité donc - ce nuage de gaz va s'échauffer et atteindre des températures très élevées en son centre ce qui va entraîner le phénomène de fusion thermonucléaire (par exemple lorsque deux noyaux d'hydrogène fusionnent pour ne former plus qu'un seul noyau d'Hélium). Les "explosions" nucléaires - qui se produisent au coeur de l'étoile - compensent alors la gravité qui a tendance à faire effondrer l'étoile sur elle-même: c'est ici précisément que se trouve son équilibre (c'est le cas actuellement de notre soleil).
Cependant, au bout d'un certain temps (plusieurs milliards d'années) l'étoile ne contient plus assez de carburant (c'est-à-dire d'hydrogène) pour entretenir les réactions nucléaires et la gravitation inévitablement fini son oeuvre en faisant s'effondrer l'étoile sur elle-même.

Si l'étoile n'est pas trop grosse (comme la notre par exemple) alors elle va utiliser l'hélium comme "combustible" pour continuer à briller, puis va gonfler (jusqu'à environ 50 fois sa taille actuelle pour notre soleil).
Ensuite, quelques millions d’années après, la géante rouge que formera le soleil, s'effondrera sur elle même et seul le noyau de notre étoile, minuscule, très dense, très chaud, subsistera, c’est ce qu’on appelle une naine blanche (il sera environ de la taille de notre planète). Puis, bien plus tard, notre soleil s'éteindra et deviendra une naine noire.

En revanche, si l'étoile est assez grosse (c'est-à-dire 3,2 fois plus grosse que notre soleil) alors elle explosera pour donner naissance à une supernova. Après l’explosion, il restera au centre de l’astre mort un noyau ultra dense (constitué de neutrons) de quelques kilomètres de diamètre. Il y a à partir de là deux solutions :
1/ Si sa masse restante ne dépasse pas trois fois celle de notre soleil, le noyau dense ne peut plus se comprimer et demeure en l’état. C’est une étoile à neutrons.
2/ Si la masse restante dépasse d’au moins trois fois celle du soleil, la gravité devient si forte que l’effondrement sur lui-même se poursuit. L’astre mort devient alors un trou noir.
En effet - la masse restante du noyau étant constante - le volume de ce noyau continue à s'effondrer et la masse volumique du noyau (masse divisée par le volume) devient alors infini. La présence d'une telle masse en un volume si faible courbe tellement l'espace-temps que la vitesse de libération des particules doit être supérieure à celle de la lumière (ce qui est impossible) donc plus rien ne peut sortir du trou noir, même pas la lumière.

Pour aller plus loin:
Quand la masse d'une étoile est trop grande alors la force de gravité (fonction de la masse de l'étoile) l'emporte sur toutes les autre forces et viole notamment le principe d'exclusion de Pauli selon lequel les fermions (particules telles que les électrons, protons ou neutrons), ne peuvent pas se trouver au même endroit dans le même état quantique (ce qui limite notamment le nombre d'électrons qui peuvent être présents sur une même couche électronique ou orbitale).

Answer 2

Pour faire cours est simple et dans le cas des trous noirs stellaires : une étoile c'est de l'energie et de la gravité.

L'énergie est composée de force centrifuge (qui parte de l'etoile vers l'exterieur) ... la gravité est une force centripéde (vers le centre de l'étoile) qui dépend de la masse de l'étoile.

A la fin de "vie" d'une étoile celle ci ne peut plus produire d'énergie, il ne va rester que la force de graviter, l'étoile s'effondre sur elle meme. Ensuite c'est une question de masse, si la masse est faible ça reste un "caillou" mais si la masse est suffissante la force de gravité ne va pas que faire s'effondrer l'etoile mais va atirer et devier la lumiere qui passe aproximité ... ce corps devient noir du coup. Et comme la matière classique ne peut aller aussi vite elle est aussi aspirer .. bref il aspire tout dans son rayon d'action

Answer 3

Salut,
A quoi sert l’étude des trous noir? Franchement quel est l’intérêt?

Answer 4

En 1916, Karl Schwarzschild découvre que la théorie de la relativité générale admet l'existence de singularités sphériques, et prends le cas théorique d'une masse infinie effondrée en un point. Il calcula la courbure de l'espace-temps dans ces conditions, et obtint le rayon minimum en-deça duquel toute matière ou lumière serait piégée ad vitam aeternam.

En 1918, les physiciens Heinrich Reissner et Gunnar Nordström révélèrent que si la matière formant le trou noir avait une charge électrique, cette dernière serait conservée sous la forme d'un champ magnétique qui se propagerait autour de la singularité.

En 1939, les physiciens américains Robert Oppenheimer et Hartland Snyder démontrèrent l'existence des singularités, concluant:

Quand toutes les sources d'énergies thermonucléaires seront épuisées, une étoile suffisamment massive s'effondrera

. Cette même année Albert Einstein publie un article dans lequel il montre clairement que la "singularité de Schwarzschild" n'a aucun sens physique. Depuis la pertinence physique du concept de trou noir est toujours débattue.

Le mathématicien néo-zélandais Roy Kerr démontra en 1963 qu'une singularité conservait le moment cinétique de l'étoile en rotation qui s'effondrait. Cela signifie que la singularité obtenue serait aussi en rotation, et aurait la forme d'un anneau de densité infinie. On appelle aujourd'hui ce type de trou noir un trou noir de Kerr. Il prévoyait également l'existence d'une ergosphère autour de la singularité, région dans laquelle la matière peut s'évader si elle est animée d'une vitesse proche de celle de la lumière.

C'est finalement le physicien John Archibald Wheeler de l'Université de Princeton qui, en 1967 dénomma « trou noir » une telle singularité et l'enveloppe qui l'entoure. John Wheeler n'est pas à sa première réflexion du genre. On le connaît pour avoir dit dans le même ordre d'idée que « Le temps est ce qui empêche tout de se produire une seule fois ».

En 1963, lorsque le physicien Stephen Hawking fit son premier séminaire sur le sujet à Paris, il n'obtint pas un gros succès. Les Français n'appréciaient pas le nom de «trou noir», qui avait une connotation sexuelle douteuse et auraient bien aimé appeler cet objet '“astre occlus” en hommage à Laplace. Le terme anglais entra finalement dans l'histoire et sera traduit mot pour mot dans toutes les langues.



Depuis la fin du siècle dernier, les observations de systèmes astrophysiques qui sont considérés comme contenant un trou noir s'accumulent. Dans notre galaxie, on notera en particuler les microquasars: SS 433, GRS 1915+105, GRO J1655-40, 1A 0620-00 etc. Une vingtaine de systèmes binaires sont connus à ce jour contenant un trou noir stellaire. Leur existence est principalement déduite grâce à la possibilité, dans une étoile binaire de déterminer les masses des deux composantes. Si l'une de ces masses dépasse la limite d'Oppenheimer-Volkoff qui fixe la masse maximale d'une étoile à neutrons, l'objet est considéré comme un trou noir.


est ce que ceci t'intérrésse ?

Answer 5

Parce qu'il n'existe aucune autre force capable de contrer leur propre gravité, c'est aussi simple que cela...

Answer 6

à cause de la gravitation. La matiére s'effondre sur elle même. Un point de matiére péserait des tonnes
http://educ.csmv.qc.ca/MgrParent/vieanimale/mam/Nasique/Nasique.html

Answer 7

les points noirs aussi!!quand on regarde le ciel ils bougent tout le temps!!pourquoi?

Answer 8

un trou noir, comme c'est troublant !

Answer 9

quand ils ne trouvent rien n'a mettre sous la dent.

Answer 10

Ah mince!!J'ai un trou noir!!C'est troublant...