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- Mise à jour le 25 Septembre 2008
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- CONFÉRENCE de
Jacques FRIC
- Président de la
commission de cosmologie de la SAF,
"LES TROUS NOIRS DE LA
FAMILLE DE KERR"
- Organisée par la
SAF
- Dans ses locaux, 3
rue Beethoven, Paris
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- Photos : JPM pour l'ambiance. (les photos avec
plus de résolution peuvent m'être
demandées directement)
- Les photos des slides sont de la présentation
de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire.
- J Fric comme d'habitude a mis sa présentation
(format pdf) en ligne
sur le site de la commission.
- Elle est aussi disponible sur
ma liaison ftp elle s'appelle. : TN_Kerr_JF_20_09_08.pdf
elle est dans le dossier COSMOLOGIE SAF
- Ceux qui n'ont pas les mots de passe de mon
site doivent me
contacter avant.
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- BREF COMPTE RENDU
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- Comme la présentation est disponible en ligne,
mon compte rendu sera très succinct.
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- Jacques Fric est le Président de la commission
de cosmologie de la SAF suite au décès de notre regretté ami Claude
Picard.
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- Ingénieur INSA, après une vie active dans les
Télécommunications, Jacques une fois à la retraite passe un DEA d'Astrophysique à Paris VI et prépare
maintenant une thèse sur les trous noirs.
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- Il était donc tout indiqué pour nous parler
de ce sujet ce soir.
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- LES
DIFFÉRENTS TROUS NOIRS.
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- Il existe différentes catégories de TN :
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Les trous noirs primordiaux (ou mini trous noirs), crées au moment du BB.
(spéculatif pour le moment)
- ·
Les trous noirs stellaires correspondent à l'effondrement d'étoiles
massives après la phase super nova.(entre 3 et 100Ms)
- ·
Les trous noirs intermédiaires. (inférieur à 100.000Ms)
- ·
Les trous noirs super massifs qui siègent au centre des galaxies (comme
la notre par exemple).(de l'ordre du million de Ms)
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- Mais au dessus de tout cela, un trou noir peut
être statique (TN de
Schwarzschild) ou en
rotation (TN de Kerr).
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- La théorie de la Relativité Générale (RG)
d'Einstein est étudiée par K Schwarzschild en 1916, et au grand étonnement
d’Einstein, il résout ses équations dans le cas du champ extérieur
à un corps massif à symétrie sphérique. Sa solution (incomplète) ne
concerne que l’espace temps extérieur à « l’horizon ». Sa
mort prématurée sur le front russe en 1916 l’empêchera de poursuivre
ses travaux. Ceci sera fait, toujours en 1916, par Droste qui étendra sa
solution jusqu’à la singularité centrale. Le concept de TN était né.
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- Il faudra attendre 47 ans et Roy
Kerr, mathématicien néo-zélandais qui, par de nouvelles méthodes,
résout en 1963 les équations de la RG dans un cas plus complexe du champ
extérieur d’un objet possédant une masse et un moment cinétique
angulaire. De son propre aveu Roy Kerr n’a pas réalisé l’importance
de sa découverte, son article se concentrant sur le formalisme mathématique
de la démonstration et ne mentionnant aucunement le terme « trou
noir ». Sa découverte, a donné lieu à de nombreux travaux révélant
la structure complexe de cet objet dont les propriétés correspondent
asymptotiquement à ce qu’on peut attendre d’un trou noir « astrophysique »
(stellaire) résultant de l’effondrement d’une étoile massive en
rotation. Cette solution a également été étendue (1965) au cas où
l’objet possède en plus une charge électrique (Trou noir de
Kerr-Newman).
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- LES
TROUS NOIRS DE KERR.
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- (représentation : crédit N. Rumiano).
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- Ce type de TN possède donc, masse, moment cinétique mais pas de charge.
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- On pense que c'est le plus "commun"
des trous noirs (si jamais un TN peut être commun!).
- Un TN de Kerr possède quelques
caractéristiques majeures :
- ·
Un anneau de singularité unidimensionnel(en rouge) et non plus un
point.
- ·
Un horizon des événements interne (bleu)
- ·
Un horizon des événements externe (jaune) (sorte
de bouclier et de zone de non retour)
- ·
Une ergosphère, limite avec l'espace extérieur (en violet).
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- VOYAGE
DANS UN TN DE KERR.
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(animation
du TN de Kerr :Andersen Cramer)
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- On se dirige vers le TN et on pénètre bientôt
l'ergosphère, on est entraîné par la rotation du TN.
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- On peut passer les deux horizons et
s'approcher de la singularité en forme d'anneau.
- On ne peut percuter la singularité en anneau
que sous certaines conditions très restrictives.
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- Si on ne la percute pas, on peut soit passer
à travers l’anneau et se retrouver dans un anti-univers où beaucoup de
choses sont inversées et où il existe une région qui est une machine à
« remonter le temps » de topologie torique, soit être repoussé
et éventuellement retraverser l’horizon interne pour aboutir dans un
« autre » univers du même genre que celui dont nous venons
mais différent. Dans ce dernier cas tout ce que nous avons décrit peut
se répéter à l’infini.
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- Bref pour le reste et pour les formules, je
vous conseille de vous tourner vers la présentation de Jacques, dont la fin
est difficile à résumer.
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- Jacques termine par l'actualité
cosmologique qui se trouve en ligne sur le site de la commission.
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- POUR ALLER PLUS LOIN.
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- Livres sur les trous
noirs :
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- Le célèbre livre de JP Luminet, "Le
destin de l'Univers" chez Fayard et plus simple "Les
trous noirs" en poche.
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- "Trous
noirs et distorsion du temps" par Kip Thorne chez Flammarion.
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- Quelques sites Internet
sur le sujet :
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- Thierry Lombry de Luxorion, nous parle des
TN et de leurs différences.
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- Excellent site de N Rumiano sur l'intérieur
d'un trou noir (en deux parties), à consulter en entier pour sa clarté.
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- Pas trop mauvais résumé sur
Wikipedia sur les TN.
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- Voyage
au cœur de la singularité, un site
sur les TN aussi.
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- Un texte pdf en anglais "the
river model of black holes" par A Hamilton :,(traduction en français,
http://www-cosmosaf.iap.fr/River_model_trad.pdf
):
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- Black
Holes en anglais pas mal.
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- Beaucoup plus simple , imagine
the Universe de la NASA en anglais sur les TN; à la portée de
(presque) tous.
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- Quelques TPE d'étudiants sur le sujet TN :
- http://tpe.blackholes.free.fr/siteHTML/contenu/part1/differents_TN/differents_TN.php
et
- http://www.eleves.ens.fr/home/freundli/documents/tpe_trous_noirs.pdf
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- Quelques
animations liées aux trous noirs par
la NASA et aussi "falling
into a black hole".
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- Sur
votre site préféré on peut
consulter les CR de conférences suivantes concernant ce sujet :
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- Voyage
autour (et à l'intérieur) d'un trou noir
: CR de la conf. A Riazuelo à la SAF le 28 Juin 2008
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- Le
destin de l'Univers : CR de la conférence
de JP Luminet à la SAF le 7 Février 2007
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- Les
trous noirs d'Hawking : Conférence
SAF de B Lelard le 23 Juin 2007
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- Les
trous noirs géants par S Collin Obs
de Paris le 19 Janvier 2005 SAF/Amphithéâtre
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- Tout
ce que vous avez voulu savoir sur :
"Les
trous noirs et l'énergie sombre" sans jamais avoir osé le
demander par JP Luminet, conférence aux RCE 2006 à La Villette.
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- Bon ciel à tous
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- Jean Pierre Martin
SAF Commission de Cosmologie
- www.planetastronomy.com
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