Trous noirs: un peu d'histoire (et II)

1993/03/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astrofisika

Les travaux suggérant l'existence de trous noirs n'ont pas été pris en considération, car aucun astre n'a été connu présentant des caractéristiques similaires à celles des mêmes. Et. Hagihara, par exemple, a présenté un travail en 1931, calculant tous les géodésiques du résultat de la théorie de la relativité générale découverte par Schwarzschill. Au moment de tirer des conclusions, Hagihara lui-même a signalé qu'il était très difficile d'avoir des trous noirs, car compte tenu du volume d'un trou noir que le soleil pourrait avoir une autre masse, ^la densité devrait être 1017 fois supérieure à celle de l'eau. L'étoile la plus dense connue alors (le nano blanc, ami de Sirius), ^cependant, était 6.104 fois plus grande que celle de l'eau.

Cependant, comme c'est souvent le cas, tous les astrophysiques n'avaient pas la même opinion. O. Lodge, en 1923, relativise largement le problème de la densité en présentant l'exemple suivant: Si pour que le soleil devienne un trou noir, sa masse doit être introduite dans une sphère de rayon de 3 km, ou si dans le cas de la terre nous devions mettre toute sa masse dans une sphère de rayon de 1 cm, considérant un groupe d'étoiles le problème n'est pas si grave. Par exemple, un groupe d'étoiles de la masse ₁₀₁₆ ^{Mo (Mo,} _masse du Soleil) pourrait être incorporé à un volume de 1000 années-lumière, avec une densité de 10-15 g/cm3. La présence de ce type de materi ne semble pas impossible et circule à travers la limite du trou noir. Cependant, avec la théorie de la relativité a commencé à se développer par la mécanique quantique, bientôt des voies ont été ouvertes avec la prédiction ou, au moins, avec la possibilité qu'il existe de petits corps de très haute densité.

1931 S. Chandrasekhar et L. D. Landau a montré qu'il existe une limite supérieure pour la masse des nains blancs. Si la masse du nano blanc est 1,4 fois plus grande que celle du soleil, la pression de la gravité est plus grande que la pression dégénérée des électrons qui soutiennent l'étoile, provoque une contraction. Dans ces conditions se fondent des protons et des électrons donnant des neutrons. La pression dégénérée des neutrons empêche l'effondrement, car pour la première fois Landau prédit qu'une étoile à neutrons est formée. R dans les années à venir. Oppenheimer a développé toute la théorie des étoiles à neutrons. H. 1939 Snyder et G. Avec Volkhoff, il a publié un article à ce sujet. Il a également démontré que la pression dégénérée des neutrons avait une limite supérieure (environ deux ou trois masses solaires). Les étoiles à neutrons au-dessus de cette limite se contractent et il n'y a plus de stations jusqu'à ce que le soi-disant trou noir se produit.

Après ces travaux, une longue parenthèse a été ouverte dans ce domaine de l'astrophysique provoqué par la Seconde Guerre mondiale. L'invisibilité des trous noirs et l'impossibilité de les détecter du tout à travers les instruments d'alors, a étendu plus la parenthèse. Mais quand le nombre d'observations a augmenté et, surtout, la qualité s'est améliorée, les astrophysiciens ont repris ce domaine et les années soixante était très riche. J. 1967 A. Wheeler a d'abord utilisé le nom de «trou noir». Dans la même année W. Israël a prouvé que les trous noirs sans rotations sont tout à fait sphériques.

Le rayon de la sphère, c'est-à-dire le rayon jusqu'à la limite des événements du trou noir, ne dépend que de la masse, de sorte que deux trous noirs de la même masse seraient exactement égaux. D'ici là R. Si la vitesse de rotation est constante, les dimensions et la forme du trou noir dépendent de sa masse et vitesse de rotation, selon son étude publiée en 1963 par Ker sur les trous noirs avec mouvement de rotation. Quant à sa forme, nous pouvons dire que les trous noirs qui tournent, comme le Soleil ou la Terre, s'étendent dans l'équateur, étant le diamètre polaire inférieur. Bien sûr, les valeurs de vitesse de rotation ne peuvent pas être indéfinies grandes. Tout comme la rotation trop rapide ferait disparaître l'étoile, elle empêcherait également qu'il s'agisse d'un trou noir. A titre d'exemple, la vitesse de rotation d'un trou noir de trois masses comme le Soleil n'est pas estimée capable de dépasser 5000 tours/s.

Jusqu'à présent, nous n'avons pas mentionné pour rien les caractéristiques électromagnétiques qui peuvent avoir des trous noirs, mais sont certainement des particularités à prendre en compte. En bref, les étoiles, et en général les astres qui peuvent former des trous noirs, ont une activité électromagnétique claire. Conscient de cela, la charge électrique a été très tôt dans le développement de l'étude des trous noirs. 1916 H. Reissner et, indépendamment, G en 1918. Nordstrom libéré les équations de la théorie de la relativité générale pour le cas de la masse avec charge.

Si nous ajoutons ces résultats à ceux de Schwarzschild nous donner une description du trou noir chargé. Dans ce cas, nous devons également définir le toit quant à la charge qui peut avoir un trou noir. Sinon, la force de répulsion entre les charges du même signe empêcherait le trou noir. En particulier, la charge est proportionnelle à la masse du trou noir, et il est estimé que quand il est dix fois plus grand que la masse du ^soleil peut rouler 1020 C.

Cependant, on ne considère pas qu'il pourrait y avoir des trous noirs non neutres. Comme la force électrique est beaucoup plus violente que le gravitationnel, la matière chargée contre le trou noir s'attirerait avec beaucoup de force, comme elle s'éloignerait de la même charge. Par conséquent, l'équilibre serait bientôt atteint. Cependant, en 1965 une étude des trous noirs des Kerrs a été réalisée en rotation.

En résumé, on peut dire que la géométrie spatio-temporelle des trous noirs stables, et donc toutes les propriétés, ne nécessitent que trois paramètres descriptifs : masse, moment angulaire et charge. Par conséquent, seuls quatre types de trous noirs se distinguent : sans rotation ni charge, sans rotation mais chargé, en tournant sans charge et avec charge et mouvement de rotation. Rappelant ce qui a été dit sur la charge et considérant que tous les astres que l'on voit dans l'univers ont un mouvement de rotation, nous pouvons dire que le seul résultat naturel de la contraction par gravité est le troisième.

Vous pouvez encore dire beaucoup de choses intéressantes sur le comportement des trous noirs, et nous allons essayer dans le prochain numéro. Pour le moment, pour finir, il n'y a qu'une autre note. Le fait de pouvoir résumer toutes les particularités de l'orifice aux trois paramètres mentionnés nous indique que le trou noir n'a aucun type de «mémoire», c'est-à-dire en analysant le trou noir nous ne pouvons pas connaître les particularités du corps ou quoi qu'il ait produit, à l'exception de la masse, le mouvement de rotation et peut-être la charge approximative. Sur la nature du créateur, nous pouvons à peine rien dire.

ÉPHÉMÉRIDES SOLEIL: 20 mars, 14 h 40 min (UT) entre en Bélier. Le printemps commence. LUNE QUART CROISSANT PLEINE LUNE QUATRIÈME MENGUANTE NOUVELLE LUNE jour (UT) 1 et 3115 h 46 min 4 h 10 min 89 h 46 min 154h 16min 237h 14min PLANÈTES MERCURE: il ne sera pas facile de la voir pendant le mois de mars. Cependant, dans la deuxième quinzaine, nous pourrions essayer au crépuscule. VÉNUS: Le prochain mois d'avril passera par la position de conjonction inférieure. Donc, tout au long du mois de mars la hauteur perd dans le ciel et à la fin du mois, nous la perdrons. MARTITZ: on peut le voir presque toute la nuit. Dès que la vue s'obscurcira et que la nuit elle parcourra le ciel jusqu'à disparaître. JUPITER: Jupiter est en opposition le 30 mars. Donc, tout au long du mois, nous pouvons le voir en bon état toute la nuit. SATURNE: sort de la conjonction. Au crépuscule, il commence à apparaître chaque fois avant. À la fin de mars, nous l'aurons dans le ciel dès que nous nous obscurcirons.