La vitesse de rotation d’un trou noir s’approche de celle de la lumière ?

Un trou noir a une vitesse de rotation qui s’approche de la célérité de la lumière dans le vide, oui, mais pas trop.

Pas trop ? Pourquoi ? Il y a en effet un détail à évoquer.

La vitesse de Kepler est la vitesse à laquelle la force centrifuge du corps en rotation devient plus grande que l’attraction gravitationnelle : lorsque la vitesse de Kepler est dépassée, l’astre en rotation explose. Je conjecture personnellement qu’un trou noir dont la vitesse de rotation est légèrement inférieure à la vitesse de Kepler a la forme d’un disque ou d’un anneau, et qui émet de la lumière au niveau de son équateur si la périphérie du disque ou de l’anneau est plus éloignée du centre du trou noir que le rayon de Schwarzschild, tandis que les pôles reste en-deçà du rayon de Schwarzschild. Je conjecture aussi des tourbillons (à l’image d’un pulsar) aux alentours des pôles ou les latitudes moyennes (accrétion de matière qui tombe dans le trou noir, tandis que la zone équatoriale répand de la matière dans l’espace).

Pour résumer, d’après mon calcul, la vitesse limite de Kepler est proportionnelle (et toujours inférieure) à la vitesse de libération de n’importe quel astre.

VKepler = Vlib / √2

Ainsi, pour un trou noir dont le rayon R est le rayon de Schwarzschild, sa vitesse de libération au niveau de celui-ci est égale à la célérité de la lumière dans le vide. Et ainsi, la vitesse de Kepler vaut 70,71% de celle de la lumière, soit 211 985 280 m/s. Donc au-dessus de cette vitesse de Kepler pour la vitesse de rotation, le trou noir exploserait. Or justement, des vitesses comprises entre 70,71% et ~100% de la vitesse de la lumière, c’est possible en physique : a priori, un trou noir en rotation extrême pourrait subir une explosion centrifuge. Ce genre de phénomène théorique pourrait être observable et mesurable, et ce serait vraiment très intéressant.

Autres références sur le trou noir :

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/y-a-t-il-un-trou-noir-supermassif-de-kerr-extreme-dans-ngc-1365_44933/#xtor=EPR-17-[QUOTIDIENNE]-20130305-[ACTU-y_a-t-il_un_trou_noir_supermassif_de_kerr_extreme_dans_ngc_1365__]

http://www.gizmodo.fr/2013/02/28/trou-noir-vitesse-lumiere.html

Hélas je n’en sais toujours pas plus à propos de la vitesse de rotation du trou noir. Ce que je sais, c’est que cette vitesse de rotation a une limite qui est celle de l’explosion centrifuge. Pour un trou noir stable, cette vitesse de rotation ne peut pas excéder 70,71% de la vitesse de la lumière. Au-delà c’est l’explosion !

Rectification :

  • Mon hypothèse sur la vitesse de Kepler ne s’applique qu’à un trou noir dont la masse s’étend jusqu’au rayon de Schwarzschild, mais pas à un trou noir dont la masse est concentrée en un point ; l’horizon des événements est une frontière immatérielle qui se distingue de la masse du trou noir.
  • Mon argumentaire s’est basé sur l’équation de Schwarzschild, mais dans un cadre simplifié, à la limite de la physique classique. La théorie de la relativité est incontournable en astrophysique en ce qui concerne les trous noirs. Avec la relativité, les calculs sont plus compliqués, à travers la distorsion de l’espace-temps.
  • Les trous noirs marquent les limites de la physique. À l’intérieur de l’horizon d’un trou noir, tout devient inconnaissable et épistémologiquement irréfutable. Puis à l’instar d’un horizon immatériel, une ombre elle aussi est immatérielle et peut même dépasser la vitesse de la lumière, mais une ombre ne transmet pas d’information. Mon hypothèse de la vitesse de Kepler s’applique en effet à un trou noir selon lequel la matière très dense du trou noir se confond elle-même avec l’horizon des événements. Mais il semble que si l’on concentre ponctuellement la masse au centre (sans variation de masse), la vitesse de libération sur l’horizon reste la même, tandis que la vitesse de Kepler ne s’applique que pour la matière étendue jusqu’à un certain rayon qui peut être très en-deçà de l’horizon. Ainsi, plus la masse occupe un volume le plus petit possible, plus la vitesse de Kepler pour cette masse devient élevée, l’effondrement gravitationnel l’emporte sur l’explosion centrifuge qui, elle, devient a priori impossible pour une masse ponctuelle. Mais cela, comme la singularité des trous noirs, en physique, hélas, c’est invérifiable…
  • Il semble y avoir un paradoxe : j’admets que l’horizon des événements d’un trou noir est une frontière immatérielle qui ne coïncide pas avec le rayon matériel du trou noir, mais je me demande comment détermine t-on le moment d’inertie et le moment cinétique d’un trou noir si son rayon physique est indéterminé. Cela ne semble pas calculable, que l’on utilise correctement la théorie de la relativité ou que l’on utilise de la physique plus classique de façon simpliste. Que peuvent valoir scientifiquement des calculs quelconques si l’hypothèse de la singularité des trous noirs n’est pas empiriquement vérifiable ?

© 2013 John Philip C. Manson

Advertisements