Pression acoustique et trou noir

Je cite : « Si vous arrivez à produire un son plus fort que 1100 dB, vous créerez un trou noir et détruirez la galaxie ».

J’ai vérifié par calcul.

Rappel : une pression est une force exercée sur une surface, et un son (bruit) est une oscillation d’une pression.

Une pression acoustique de 1100 décibels capable de former un trou noir est a priori possible avec une masse de 4,72×10²² kg (presque le 8 millième de la masse terrestre) qui implose en une sphère minuscule d’un rayon de 0,07 mm, la pression interne atteint alors environ 4,9×10⁵⁰ pascals. Mais il faut distinguer entre pression et oscillation : le centre de la Terre est soumis à de fortes pressions, mais si c’était une pression oscillante, ce serait de nature sismique généralisée, ce qui n’est pas pareil.

Il faut une énergie potentielle énorme pour produire les 1100 dB. Mais il s’agit en fait ici d’un mini-trou noir, bien plus léger que les trous noirs stellaire (un trou noir stellaire pèse plus de 6×10³⁰ kg), et extrêmement plus léger qu’un trou noir galactique (au-delà de 10³⁶ kg).

Un trou noir galactique lui-même ne détruit pas une galaxie… Ainsi, ce n’est pas avec un mini-trou noir aux 1100 dB que l’on risquera de détruire une galaxie…

 

Mais lisez les paragraphes suivants, j’ai eu l’occasion de rééditer ce présent article pour entrer dans les détails, surtout vers la fin.

Réédition du 15 juillet 2015

  • L = 20 log (c8 / (16 pi G m * 0.00002))
  • avec L = 1100 dB
  • G = constante de gravitation
  • m = masse du trou noir à laquelle la pression acoustique atteint 1100 dB
  • c = célérité de la lumière dans le vide

Je trouve m = 9,7*1025 kg, soit environ 16 fois la masse de la Terre. Ce qui équivaut à un mini trou noir. Mais cette masse est insuffisante pour provoquer naturellement un effondrement gravitationnel sur elle-même pour former un trou noir. La planète Jupiter par exemple, pèse 318 fois la masse de la Terre, mais n’est jamais devenue un trou noir : il faut vraiment beaucoup de matière pour provoquer une implosion gravitationnelle (au moins 3 fois la masse du soleil).

Ainsi, l’affirmation qui stipule qu’une pression de 1100 dB produit un trou noir qui détruit la galaxie, ce sont évidemment des conneries…

Arguments complémentaires :

  • La pression acoustique interne d’un trou noir est inversement proportionnelle à sa masse, en se basant sur le rayon de Schwarzschild définissant l’horizon des événements. Ce fait invalide définitivement l’hypothèse qu’une pression acoustique de 1100 dB provoque un trou noir.
  • L = 20 * log (G m² / (4*pi*(2 G m / c²)4 * 0.00002)), avec L = 1100 dB on trouve m = 7,4*1022 kg : concrètement, plus un trou noir est massif, moins la pression acoustique est grande. Ainsi, les plus gros décibels sont restreints aux mini trous noirs qui, relativement inoffensifs, voire qui n’existent pas, ne font pas des dégâts du même ordre que ceux des trous noirs supermassifs au centre des galaxies. En effet, pour que la pression soit supérieure ou égale à 1100 dB, la masse critique est forcément inférieure ou égale à 7,4*1022 kg. Cela exclut donc les masses supérieures à 7,4*1022 kg.
  • A partir du moment qu’un astre implose pour former un trou noir, cela n’a plus de sens de parler de pression interne, parce que cela devient invérifiable ni même quantifiable : on ne sait plus rien en-deça du rayon de Schwarzschild (mes calculs étant basés sur ce rayon critique, à défaut de mieux). Les seuls paramètres connaissables d’un trou noir sont son moment cinétique, sa charge électrique, et son entropie.
  • Le trou noir Sagittarius A*, au centre de notre galaxie, a une masse équivalente à 4 310 000 soleils, mais sa pression acoustique théorique n’est que de 937 dB.
  • Seules des masses importantes pourraient conduire à de fortes pressions. Mais en regard des technologies faites par l’homme, c’est rigoureusement impossible d’atteindre 1100 dB.
  • Lorsque l’on double la pression, on augmente le niveau de 6,0205999 dB. Calcul : L = 20 * log 2, avec log le logarithme décimal.
  • Il paraîtrait qu’une bombe atomique équivaut à 210 dB. Qu’est-ce que 1100 dB comparés aux 210 dB d’une arme nucléaire ? 1100 dB, ça équivaudrait à 3,16 fois 10 puissance 44 bombes atomiques, ce qui dépasse très largement les possibilités technologiques humaines. On ne peut PAS produire un son de 1100 décibels ! Vous pouvez, vous, récolter tous les atomes de l’univers observable pour en faire du plutonium fissile explosif ?
  • L’événement sonore le plus imposant relevé sur Terre (connu) est celui de l’explosion de la météorite de la Toungouska en Sibérie le 30 juin 1908, dont on estime que ça a été équivalent à un son estimé à 315 dB. Mais un son de 1100 dB, c’est équivalent à 1,8 fois 10 puissance 39 fois l’explosion de cette météorite, cela équivaut à se prendre l’implosion de l’univers en pleine figure…
  • Pour conclure : « Si vous arrivez à produire un son plus fort que 1100 dB, vous créerez un trou noir et détruirez la galaxie », ce sont des bêtises, des foutaises, des âneries… L’on devrait se demander qui a lancé une telle rumeur (c’est possible d’enquêter via Google). Après ma petite enquête, je découvre un tweet daté du 9 octobre 2014, en provenance du compte Twitter de @UberFacts, et qui dit « If you were to produce a sound louder than 1,100 dB, you would create a black hole and destroy the galaxy. ». Mais il est possible que cette affirmation provienne d’une page datée du 23 janvier 2014, ici : http://www.wallpaper4k.com/wallpaper/cars/wpchpcgk.html (il faut regarder plutôt le cache Google en version texte), et qui affirme en substance : « Black sheep. Ryan the typical black stereo type. Skinny black guy who enjoys thick white women.I swear I wear all black everyday. If you were to produce a sound louder than 1,100 dB, you would create a black hole and destroy the galaxy.Dressed in black from head to toe.Today show really beating a dead horse this morning with the standard hotel room black light bit.Black As the gentle night Black As the kind and quiet night. My gma said « black don’t crack » !!. Hard trying to wear all black when the blacks don’t match. if theres 2 things the cpd loathes its the Bean lovers and black ppl. Guess who can’t find her black leggings. ». Bref, il semble que ce soit une phrase extraite hors de son contexte, qui tire son origine d’une étrange littérature plutôt que d’une véritable astrophysique…
  • Et pour terminer, parlons d’énergie potentielle. Supposons que les scientifiques veuillent fabriquer un mini trou noir. Le plus léger pèse théoriquement la masse de Planck : 21,77 millionièmes de gramme. Il faut fournir théoriquement une énergie de 3 millions de joules pour que 21,77 µg d’hydrogène moléculaire soit comprimé afin de produire une sorte de mini étoile à neutrons (les électrons étant écrasés jusqu’aux noyaux atomiques, en vainquant les forces électrostatiques), si l’on excepte de calculer aussi les énergies d’ionisation. Mais si on veut que 21,77 µg d’hydrogène moléculaire produise un mini trou noir, il faudra fournir théoriquement une énergie de 9,3 fois 10 puissance 25 joules, ce qui équivaut à 25,8 milliards de milliards de kWh (soit l’équivalent de plusieurs milliards d’années de production électrique française via les centrales nucléaires actuelles). Il est donc rigoureusement impossible de produire même le plus léger mini trou noir sur Terre. Ainsi, vaincre la répulsion électrostatique, ce n’est pas un vain mot, c’est vraiment extrêmement difficile, et c’est pourquoi l’on ne croit pas au mythe de la fusion froide par électrolyse (c’est de la science-fiction, pas de la science). Non seulement 1100 dB est impossible à produire, mais 1100 dB ne produit pas de trou noir non plus, puisque fabriquer un trou noir tout court (quelque soit la méthode tentée) est impossible.

Le 15 juillet 2015, on m’a contacté sur Facebook (avant la mise à jour de mon article ici) pour savoir d’où provenaient mes calculs sur la masse du trou noir.

Je livre le duplicata de ma réponse ici :

Le calcul de la masse critique a été fait à partir du modèle de Schwarzschild : à défaut d’avoir le rayon réel (la singularité au sein du trou noir), je me suis basé sur le rayon de Schwarzschild au niveau duquel la vitesse de libération du trou noir atteint la vitesse de la lumière. Ensuite, sachant que 1100 dB correspond à une oscillation mécanique d’une certaine pression interne, la pression étant une force concentrée au centre du trou noir, j’ai ainsi estimé la masse qu’un trou noir devrait avoir pour que la pression interne soit suffisante pour produire un buit de 1100 dB localement, sachant que zéro dB correspond à une pression de 20 micropascals.

Un bruit est de X dB lorsque sa pression P (en pascals) par rapport au seuil absolu d’audibilité (0 dB, 20 µPa) correspond à l’égalité suivante : X = 20 log (P / 0,00002).

Cependant, il est physiquement impossible de vérifier ce qui se passe dans un trou noir : en-deçà du rayon de Schwarzschild, le mystère demeure. Il faut bien comprendre que mes calculs se basent sur une approximation (l’évaluation d’un ordre de grandeur) et non sur une stricte exactitude. Néanmoins, comme j’avais complété l’article concerné le 15 juin dernier, j’ai pu y ajouter des infos complémentaires. A savoir qu’il est impossible pour les humains de produire un son de 1100 dB. En effet, car il paraîtrait qu’une bombe atomique équivaut à 210 dB. Qu’est-ce que 1100 dB comparés aux 210 dB d’une arme nucléaire ? 1100 dB, ça équivaudrait à 3,16 fois 10 puissance 44 bombes atomiques, ce qui est très au-delà de nos possibilités technologique. Et même avec un accélérateur de particules comme le LHC, on ne pourra jamais produire une oscillation acoustique de 1100 dB, car techniquement il nous est impossible de créer un trou noir, même le mini trou noir le plus léger (selon mon estimation, il faudrait fournir une énergie de 25,8 milliards de milliards de kWh). Et si vous lisez l’article que j’avais remis à jour, vous comprendrez que l’expression « If you were to produce a sound louder than 1,100 dB, you would create a black hole and destroy the galaxy » (elle était en anglais à l’origine) a été extraite hors de son contexte à partir d’un texte qui n’a visiblement aucun rapport avec l’astrophysique. Le texte sur les 1100 dB ayant été repris par des internautes dans les forums et les réseaux sociaux (car ils auront trouvé ça inspirant), il apparaît évident que l’affirmation selon laquelle un son de 1100 dB qui engendrerait un trou noir n’est qu’une légende urbaine, un mythe, une affabulation sans fondement. Il serait intéressant d’estimer combien de décibels aurait les ondes sonores dans une étoile massive lors de son implosion en supernova. Le seul phénomène naturel (impossible à réaliser artificiellement) pouvant produire une résonnance acoustique de 1100 dB est l’effondrement d’une importante masse sur elle-même, c’était le but de mon article quand j’ai parlé de masse, mais le bruit de 1100 dB étant la conséquence et non la cause : mais même pour un trou noir c’est peu crédible d’atteindre 1100 dB, et en plus c’est observationnellement invérifiable.

Un critère très important à prendre en compte aussi : la théorie de la relativité. Comme le temps s’écoule de moins en moins vite pour un observateur tout près du trou noir par rapport à un observateur extérieur, en présence d’un fort champ gravitationnel, la propagation des ondes acoustiques dans la masse d’un trou noir pourrait être ralentie (peut-être comme l’effet Doppler qui décale les ondes électromagnétiques vers le rouge quand la lumière parvient à échapper au trou noir au-delà du rayon de Schwarzschild). La théorie d’Einstein renforce donc encore davantage l’idée que l’hypothèse des 1100 dB est saugrenue.

1100 dB correspond à une onde sonore dont la pression est de 2 fois 10 puissance 50 pascals, soit 2 fois 10 puissance 45 fois la pression atmosphérique terrestre (concrètement : 2 milliards de milliards de milliards de milliards de milliards de fois la pression atmosphérique terrestre, c’est absolument énorme…). Sachant que 100000 pascals est une pression équivalente à la pression atmosphérique terrestre.

 

 

© 2015 John Philip C. Manson

Publicités