Peut on générer une telle force?
merci d'avance.
2007-11-27 09:38:31 · 10 réponses · demandé par Anonymous dans Sciences et mathématiques ➔ Astronomie et espace
@Melinda, Jefferey, cd4017 . je vous remercie encore pour vos réponses..
@S2ndreal, Raymond, .. d'abord merci pour m'avoir satisfaire la curiosité.. mais j'attendais que la force dont on parle soit énorme et pas infinime?!
pourquoi on dit alors " le trou noir est une étoile tellement dense que plus rien n'en échappe même pas la lumière "....
2007-11-27 16:50:09 · update #1
En mécanique classique, le photon étant un élément de masse nulle, on ne peut calculer les 'forces' mécaniques qui agissent sur lui en utilisant les équations classiques du genre F=ma
En mécanique relativiste, le photon suit les courbures de l'espace-temps qui sont causées par les masses. Donc, il n'est pas dévié par une force, puisqu'il suit ce qui est, pour lui et compte tenu du continuum, une ligne droite.
En combinant les deux, on peut tricher et dire que le photon se comporte comme s'il avait la masse associée à son niveau d'énergie
(E = mc^2 et tout ça)
Le contenu en énergie se trouve via :
(E = h c / lambda)
h est la constante de Planck
h = 6,626 x 10^-34 J s (Joules secondes)
c = 299 792 458 m/s
Un photon de lumière verte (lambda = 500 nanomètres) a une énergie de
E = hc/lambda = 6,626 x 10-34 J s * 3x10^8 m/s / 5x10^-7 mm
E = 6,626 * 3 * .2 x 10^(-34 +8 +7) J
E = 4 x 10^-19 Joules (environ)
C'est équivalent à une masse de
E = m c^2
m = E / c^2
m = (4 x 10^-19 J) / (3x10^8)^2 m^2/s^2
m = (4/9) x 10^-35 J s^2 / m^2
m = 4,4 x 10^-36 N s^2/m
m = 4,4 x 10^-36 kg
L'équivalent de masse est faible: il en faudrait plus de 200 000 pour équivaloir la masse (au repos) d'un électron.
Un photon de lumière verte passant au ras la surface du Soleil (disons à 3735 km de la surface) subirait une force de
F = G M m / r^2
G = 6,672 x 10^-11 N m^2/kg^2 (constante)
M = 2 x 10^30 kg (masse du soleil)
m = 4,4 x 10^-36 kg ('masse' du photon)
r = 7x10^8 m (distance entre le centre du soleil et le photon)
r^2 = 4,9 x 10^17 m^2 (distance au carré)
F = (6,672 * 2 * 4,4 / 4,9) x 10^(-11+30-36-17) N
F = 12 x 10^-34 N
F = 1,2 x 10^-33 N
F = 0,0000000000000000000000000000000012 Newton
C'est pas beaucoup mais c'est assez pour le dévier de 1.75" (= 0,000486 deg. = 0,0000085 radian)
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J'ai arrondi les valeurs.
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La particularité d'un trou noir n'est pas sa force. Si on remplace notre soleil par un trou noir qui a une masse égale à celle du soleil, toute la mécanique du système solaire reste la même (sauf qu'il fera froid et noir).
F = G M m / d^2
M deviendrait la masse du trou noir au lieu de celle du soleil. Comme ce serait la même, la force reste inchangée.
C'est la vitesse d'échappement (la vitesse nécessaire pour échapper à l'emprise gravitationel de l'objet) qui change. À la surface de la terre, cette vitesse est de 11,2 km/s.
Si on lance un objet à cette vitesse (et s'il ne frappe rien) alors cet objet ne retombera jamais sur Terr.
Sur la Lune, à peine 2.4. Sur le Soleil (en supposant qu'on puisse y lancer des objets), 617.5 km/s.
Plus la masse d'un objet est élevée, plus la vitesse nécessaire est grande.
Plus le rayon d'un objet est petit (pour une même masse), plus la vitesse nécessaire est grande.
Le trou noir a cette particularité que la vitesse d'échappement dépasse 300,000 km/s, la vitesse de la lumière. Il y a des trous noirs super massifs (au centre des galaxies) et il pourrait y avoir des trous noirs de faible masse (selon Hawkins).
Le problème du photon n'est pas la force qui le rattache au trou noir, mais plutôt sa vitesse qui est trop faible pour lui permettre de grimper la côte gravitationnelle.
2007-11-27 14:17:26 · answer #1 · answered by Raymond 7 · 2⤊ 0⤋
Un newton est une unité de force mécanique.
La lumière est formée de photons de masse nulle.
Donc ça n'est pas possible, tu ne peux pas pousser les photons avec une force mécanique.
Par contre avec une masse (une grosse masse sinon l'effet sera négligeable) tu peux courber l'espace (cf. la relativité généralisée) ce qui fera effectivement dévier le rayon lumineux.
Autre alternative pour dévier un rayon lumineux c'est d'utiliser un miroir.
(note: va voir les 2 liens wikipedia, c'est très intéressant)
2007-11-27 18:13:13 · answer #2 · answered by cd4017 4 · 2⤊ 0⤋
Par convenstion, la lumière se propage droite, mais dans l'espace, on peut observer des cas où la lumière est effectivement déviée par une planète que la lumière va 'contourner' (ou trou noir) une explication un peu mieux ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_gravitationnelle
2007-11-27 18:04:23 · answer #3 · answered by Anonymous · 2⤊ 0⤋
Dans l'absolu, n'importe quelle masse non nulle génère une force de gravitation selon la loi de Newton. Par conséquent, une altération de l'espace temps autour de cette masse prend place. Cette altération provoque une déviation.
J'admets qu'un électron n'est pas lourd et sa déviation de la lumière par la force de gravitation induite sera remarquablement faible. Mais en appliquant les lois de la relativité, il y aura déviation.
Maintenant, si tu veux une déviation mesurable, le problème sera plus amusant.
2007-11-27 17:54:36 · answer #4 · answered by S2ndreal 4 · 1⤊ 0⤋
Ce n'est pas une force, mais une accélération qu'il faut créer où se trouve le rayon. Cela peut se faire avec une masse ou toute forme d'énergie, ou même, en te déplaçant si tu accélères ! Évidemment, l'effet ne sera visible que si l'accélération est importante. Toute la masse de la Terre par exemple ne dévie pratiquement pas la lumière et ralenti le temps si peu qu'il faut des horloges atomiques pour mesurer les nième décimales qui sont affectées. Celle-ci est de l'ordre de l'inverse de 1-Rs/r où Rs est le rayon de Schwarzchild de la Terre, donc quasiment 1.
2007-11-28 09:07:33 · answer #5 · answered by Le ver est dans le fruit 7 · 0⤊ 0⤋
un seul.........
2007-11-27 17:46:27 · answer #6 · answered by marcoo 3 · 1⤊ 1⤋
Ta question me dépasse mais ce que je sais c'est que les photons ne vont pas forcément ligne droite, d'où une déformation de l'espace-temps qui conforte la théorie de la relativité restreinte d'Einstein.En somme la courbure de l'Univers nous rappproche de la galaxie Alpa du Centaure, qu'on pourrait atteindre en 40 ans terriens, ou si vous préfèrez en 60000 ans réels.
2007-11-28 00:01:47 · answer #7 · answered by Jeffrey 6 · 0⤊ 1⤋
heu, j'ai quitter l'école il y à 13 ans
2007-11-27 17:46:06 · answer #8 · answered by pattou babacool 4 · 0⤊ 1⤋
Beaucoup, tu sais ...
2007-11-27 17:41:02 · answer #9 · answered by keny 5 · 0⤊ 1⤋
1,7 X 10^8... ah non ça doit être la distance qui sépare la terre de Mars, ou je sais plus... mais franchement, t'as pas des questions mieux?
2007-11-27 17:49:55 · answer #10 · answered by Anonymous · 0⤊ 2⤋