Quelle est la force du trou noir?

Les trous noirs sont les choses les

Plus puissantes et extrêmes dans l'univers et ils sont bizarres et compliqués.

Qu'est-ce qu'il se passerait-il si tu tombais

À l'intérieur, et que sont-ils vraiment? premièrement, nous devons parler à propos de l'espace et du temps.

L'espace et le temps sont la grande scène, où le jeu de l’univers se déroule. Mais l'espace n'est pas une scène fixe, et le temps ne passe pas de la même manière pour tout le monde partout. En gros, ils sont relatifs la matière plie l’espace, et l'espace plié dit à la matière comment se déplacer. Ajoute quelques étoiles et planètes sur la scène, et elle se plie en dessous d'eux. Cette scène difforme, avec ses petites méandres et ses creux, nous donnes la gravité. Les trous noirs ne font pas que plier la scène, ils sont comme des pièges: des endroits avec tellement de masse que l'univers à formé une "zone interdite" où les règles changent. La plupart des trous noirs se forment quand des étoiles très massives meurent. La seule chose que tu dois savoir est que dans les derniers instants d'étoiles vraiment massives, leurs entrailles implosent à près d’un quart de la vitesse de la lumière.

Cela compresse tellement de masse les unes contre les autres, créant quelque chose de si dense, que cela brise en quelque sorte la scène de l'univers. Un trou noir avec dix fois la masse de notre soleil ferait à peine 60 kilomètres de large. Si tu regardes directement un trou noir, cela ressemble à rien. L’espace sous leur contrôle est bloqué par une invisible, frontière à sens unique appelée l'horizon des événements. L’horizon des événements forme une coquille autour d’une région de l’espace qui une fois entré, est protégé du reste de l'univers pour toujours. Parce que la trappe du trou noir déforme tellement l’espace, pas même la lumière ne peut s'en échapper. Et vu que rien ne peut s'échapper de l'intérieur pour transmettre des informations, il est impossible de dire à quoi un trou noir ressemble vraiment. Nous pouvons toujours observer les tous noirs grâce à leurs effets sur la matière. Les objets peuvent orbiter autour des trous noirs comme ils pourraient orbiter autour du soleil ou une planète. Beaucoup de trous noirs ont des disques de matières qui orbitent à l'extérieur de l'horizon des événements.

Cette matière peut devenir incroyablement chaude, comme des orbites rapprochées peuvent accélérer cette matière à la moitié de la vitesse de la lumière, et de petites quantités de friction et collisions entre particules les chauffent à des milliards de degrés, ce qui rend l'espace autour de ces trous noirs incroyablement brillant. Qu'est-ce qu'il se passerait si tu essayait de te rapprocher, ou même si tu allais à l'intérieur d'un trou noir? Premièrement, tu verrais le plus étrange effet de miroir dans l'univers. La matière n'est pas la seule chose qui peut orbiter autour d'un trou noir; la gravité est si forte près d'eux, que la lumière peut orbiter aussi. Si tu planais juste à l’extérieur de l’horizon des événements, à la "sphère photonique", dans toutes les directions, tu verrais toi même. Droit devant serait la nuque de ta propre tête, comme la lumière de ton dos voyage autour du trou noir à tes yeux. La gravité aussi alterne le passage du temps lui-même: plus la gravité est forte, plus le temps passe lentement. Pendant que tu verrais l'univers au dessus de toi s'accélérer, ceux loin de toi te verraient en slow motion. Si tu choisis de fuir du trou noir, tu pourrais trouver que des millénaires ont passé depuis la dernière fois un voyage dans le temps à sens unique vers le futur où tes proches sont mort depuis longtemps. Mais se rapprocher d'un trou noir pourrait être incroyablement dangereux: une mort douloureuse par spaghettification t'attend. Car t'es pieds sont plus proches du trou noir que ta tête, ils ressentent la force de la gravité… assez pour t'étirer.

En descendant, ça empire; la traction devient plus forte, ton corps est pressé plus mince et plus étroit jusqu’à ce que tu sois réduit à un mince ruisseau de plasma chaud, avalé dans une dernière gorgée, à ne jamais être revue. Spaghettification est seulement un risque avec les tous noirs les plus petits puisqu’ils ont des rayons beaucoup plus petits. Si tu va au centre d'une galaxie, et que tu trouve un trou noir supermassif, tu pourrais être capable de vivre le franchissement de l'horizon des événements. Pendant que tu te rapproche de l'horizon des événements un observateur éloigné penserait qu'il ne t’a jamais vu rentrer, te voyant figé en s'estompant. La dernière lumière que tu émets, loin de l'horizon des événements.

En attendant, de ton point de vue

Le vide du trou noir s'épaissit pour te recouvrir, pendant que la lumière de quelques directions peut encore t'atteindre.

L'obscurité t'enveloppe, avant que ta dernière vision de l'univers qui te reste soit un petit spot de lumière. Ici, à l'intérieur de l'horizon des événements l'espace et le temps sont si cassés que le vrai voyage temporel est possible. Donc c'est probablement une bonne chose que rien n'en sorte. Si quelque chose pourrait s'échapper, il pourrait créer toute sorte de paradoxe de voyage temporel, et d'erreurs qui casserait l'univers.

Aussi effrayant que soit l’horizon des l’événements, cela nous protège de ce drame. Que tu aies survécu aussi si longtemps cela n’a pas vraiment d’importance, comme maintenant il n’y a que la certitude d'une mort écrasante dans ton futur proche. Dans l’horizon des événements, l’espace-temps lui-même est si courbé et déformé que peut importe la direction vers laquelle tu va, cela te mènera seulement vers le centre du trou noir. Essayer d’aller dans n’importe quelle direction t'amène au centre plus rapidement. Pour survivre le plus longtemps possible, tu dois ne rien faire. Dans le centre du trou noir, on trouve la singularité un simple point avec toute la matière qui a déjà passé l'horizon des événements écrasées à un point infiniment petit. Il n’y a pas de mémoire des choses qui l’ont fait, comme ça disparaît dans la trappe du trou noir pour toujours. La singularité rend tout égal cela brise réellement l’univers de façon vraiment cool. On a fait une vidéo à propos de ce problème si tu veux en apprendre plus. Mais en gros, tout ce qui se rapproche trop prêt devient de la matière de trou noir, concentré dans la singularité.

Ce manque de mémoire de son passé montre que le trou noir à seulement trois propriétés: sa masse, rotation, et charge électrique. Tout le reste est perdu. Ils ressemblent beaucoup aux particules fondamentales à cet égard. Cela signifie en fait que chaque trou noir dans l’univers est le même ok, il est vrai que leur masse est différente et certains tournent plus vite que d'autres, Mais si nous venions à mettre toutes les singularités dans un musée de physique magique, elles seraient toutes identiques, comme des électrons. Mais comme les particules fondamentales, les propriétés des singularités sont la meilleure façon de les présenter sur papier. plutôt que une représentation exacte de la réalité. Nos théories actuelles à propos de l'univers à savoir la relativité générale, ne sont justes pas capables de les décrire ou de les expliquer. la courbure de l'espace devient infinie, la densité devient infinie, et nos règles ne font juste plus sens. La singularité n'a pas de surface ou de taille, quelque chose comme une erreur de divisé par zéro dans l’univers. Donc, les singularités pourraient ne même pas exister.

Ou être complètement différentes. Mais c'est tout ce que nous savons des meilleures prédictions que l'on possède, à nos meilleurs théories actuelle de l'espace-temps. Aussi, basiquement tout ce que tu as entendu à propos des trous noirs, même dans cette vidéo concerne les trous noirs théoriques qui ne tournent pas parce que leurs maths sont tellement plus facile. Mais depuis que les trous noirs sont nés des étoiles mourantes qui tournaient extrêmement vite dans leurs derniers instants pour autant que nous sachions, tout les trous noirs dans l'univers devraient être entrain de tourner maintenant. À des vitesses incroyables, aussi jusqu'à 90% de la vitesse de la lumière. Cela signifie qu’en réalité, les trous noirs sont encore plus bizarre qu’ils n’en ont l’habitude. Les singularités des trous noirs tournants sont encore plus sauvages. La rotation les fait gonfler vers l’extérieur dans une sorte de ringularité. Cette rotation est si puissante que l’espace lui-même est traîné.

Cela crée une autre région autours des

Trous noirs tournant, appelé l'ergosphère, où il est impossible de rester immobile peu importe à quel point tu essaies.

Comme un tourbillon d’espace-temps, la marée est

Irrésistible, et le trou noir te fait tourner autour que tu le veuilles ou non.

Ok, mais alors qu’arrivera-t-il aux trous noirs comme l’univers vieillit et meurt autour d’eux ? Encore une fois, nous ne savons pas, mais nous avons quelques idées basées sur nos connaissance actuelle de la physique. Le rayonnement de Hawking. Dans la théorie quantique des champs, le vide de l’espace est en ébullition à fluctuations quantiques. Ces fluctuations créent des paires particules de matière et d’antimatière de rien, qui existe seulement durant un cours moment avant d’être anéanti. Lorsque cela se produit près de l'horizon des événements d’un trou noir, l’une de ces particules peut y tomber, les empêchant de s'anéantir. La particule qui s'échappe est le rayonnement de Hawking. En fin de compte, la masse de cette particule doit venir du trou noir. Ainsi au bout d'une éternité les trous noirs vont rétrécir et rayonner. Le rayonnement de Hawking n'est pas les choses qui tombent dans un trou noir, C'est une nouvelle chose qui lui vole de la masse.

Alors que le trou noir rétrécit, le rayonnement de Hawking devient plus fort, de plus en plus vite, jusqu’à ce que le reste finisse par s’évaporer dans un éclair de rayonnement de haute énergie comme une bombe nucléaire. Et puis… plus rien. Mais cela n’arrivera jamais pendant très très longtemps. Un trou noir avec la masse de notre Soleil a une durée de vie de dix puissance 67 ans. Ce qui veut dire qu'il lui faudrait environ 10,000 10,000 milliard, 10,000 milliard, milliard, 10,000 milliard, milliard, milliard, 10,000 milliard, milliard, milliard, milliard, 10,000 milliard, milliard, milliard, milliard, milliard, 10,000 milliard, milliard, milliard, milliard ,milliard, milliard, d'années pour perdre 0. 0.0 0.00 0.000 0.0000 0.00000 0.000000 0.00000001% de sa masse. Mais la plupart des trous noirs sont bien plus massifs que notre Soleil. Les trous noirs supermassifs les plus massifs dans les centres des galaxies ont une durée de vie de dix puissance 100 années. Ça fait combien de temps? Imagine un sablier rempli d’un grain de sable pour chaque particule de l’univers. Tout les dix milliard d'années, un seul grain de sable tombe au fond.

Si nous attendons que tout le sable tombe, pas même un pour cent de la vie de ces trous noirs auront passé. Il n'y a aucun bon concept pour nous aider à comprendre ces échelles de temps. Allons-nous vraiment comprendre les trous noirs? vraiment savoir ce qui se passe à l’intérieur? Personne ne sais. Nous ne pouvons voir que leur extérieur, et les théories que nous avons se trompent probablement. Mais c’est normal de ne pas tout savoir. Cela signifie simplement qu'il y a encore du travail à faire. Cela signifie qu'il y a encore des mystères à résoudre, et de grandes idées à penser, C’est pourquoi les humains font de la science.