Une nouvelle exoplanète découverte grâce à la théorie d’Einstein

L’article des deux liens ci-dessus semble décrire une méthode souvent utilisée pour la détection des exoplanètes : l’interférométrie, et cela concerne la physique quantique plutôt que la théorie de la relativité. Mais en fait, ce n’est pas l’interférométrie comme l’article de Yahoo le laisse croire. Je confirme finalement l’info de l’article par une source plus précise, je vais dire pourquoi ci-dessous.
Sur le site allemand « Welt der Physik » dans les news de l’astrophysique (http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2013/einsteins-planet/), et désolé c’est écrit en allemand, on en apprend plus : on a mesuré la déformation de la luminosité stellaire par l’attraction gravitationnelle de l’exoplanète proche, et des variations supplémentaires dues au déformations du reflet de la planète. Il s’agit bien d’une méthode authentique basée sur la théorie d’Einstein, mais l’article de Yahoo et de 20minutes.fr n’en donne pas les détails essentiels. Il ne s’agit pas seulement de détecter des luminosités, mais surtout d’en analyser les variations dans un contexte de déformations de l’espace-temps. Et en effet, c’est une méthode très intéressante.

L’article de Yahoo et de 20minutes.fr manquait de précision. Il faut toujours faire l’effort de rechercher d’autres sources pour essayer de mieux comprendre et de vérifier l’authenticité.

Un internaute s’est écrié en ces termes : «Un grand BRAVO à vous, les astrophysiciens et un grand MERCI à notre Cerveau du Siècle, Mr Einstein !!! C’est encore, (jusqu’à preuve du contraire de certains démolisseurs de théories) grâce à vous que nous avançons !!!…»

J’y ai répondu en donnant un rappel essentiel de la scientificité :

L’information sur la théorie d’Einstein à propos de l’exoplanète est authentique, j’ai pu vérifier cela dans le site allemand « Welt der Physik » (« Le monde de la physique ») dans la rubrique des news sur l’astrophysique. Cependant un rappel d’épistémologie est nécessaire. Le critère principal de la méthode scientifique, c’est la réfutabilité des théories. La science ne consiste pas à accumuler des « vérités », mais à invalider des hypothèses quand elles sont fausses. C’est là toute la nuance, et nombreux ceux qui ne connaissent pas ce qui définit la science. On reconnaît une bonne expérience au nombre de théories qu’elle fait tomber. Une théorie peut être très crédible, mais cela ne signifie pas qu’elle est absolument la vérité. Au mieux, on peut invalider des hypothèses en prouvant leur fausseté (à travers la mise en évidence d’une contradiction entre l’hypothèse et les observations), mais on ne peut pas prouver que des hypothèses sont absolument et définitivement vraies, au mieux on dit qu’elles sont crédibles. Corrélation ne signifie pas systématiquement causalité. Les théories sont des représentations faillibles de la nature. La faillibilité implique la prudence, en vérifiant par des expériences quantitatives reproductibles. C’est par le doute que la science avance, en remettant les choses en question, mais pas en instituant des dogmes immuables et irréfutables. Depuis 4 siècles environ, la science évolue, pas les religions. Le but même de toute théorie scientifique est d’essayer d’être démolie afin d’en évaluer sa solidité.

Mais toutefois, je ne donne pas de conclusion définitive à propos de l’exoplanète découverte au moyen de la théorie d’Einstein, mieux vaut rester prudent, je vais rechercher d’autres sources complémentaires à ce sujet afin que l’authenticité de la découverte ne laisse plus de doute.

Entre-temps, un internaute prénommé Éric a affirmé mot pour mot que «La gravité n’a aucune influence sur la luminosité (c’est une onde électromagnétique) et ne peut pas la déformer. La déformation qu’on observe est un effet optique très connu, qui a été rendu célèbre par les « trous de Young ».»

Je lui ai répondu ainsi :

La gravitation dévie la lumière, comme la célèbre expérience réalisée lors d’une éclipse de soleil en 1919 avec l’observation de la déviation de la lumière d’étoiles en arrière plan, leur lumière étant presque tangente à la surface du soleil. (Lire la page Wikipedia sur les tests expérimentaux de la relativité générale : http://fr.wikipedia.org/wiki/Tests_exp%C3%A9rimentaux_de_la_relativit%C3%A9_g%C3%A9n%C3%A9rale#Courbure_des_rayons_lumineux). La gravitation peut même diminuer la fréquence des ondes électromagnétiques (cas d’un faisceau laser émis depuis un champ gravitationnel).

J’ai même vu une simulation de la proximité de l’horizon des événements d’un trou noir, avec des explications données par le docteur Alain Riazuelo, astrophysicien : la simulation montrait que la lumière des étoiles était tellement déviée pour se concentrer en un point. Voir la vidéo ayant pour titre «Reportage complet Voyage Au Coeur D Un Trou Noir» sur Youtube.

Bref, la gravitation a des effets sur la lumière.

Tandis que les changements observés dans les franges d’interférences via les fentes de Young est un phénomène quantique qui montre l’existence du mouvement de la source lumineuse par rapport au montage expérimental. Les trous de Young relèvent de la physique quantique, pas de la théorie de la relativité. Non ?

Éric a donné une nouvelle réponse, je la cite mot pour mot : «Désolé John, c’est faux… La gravité n’a AUCUNE influence sur la luminosité ! La déformation qu’on observe dans ces cas est un effet optique très connu, qui s’appelle la DIFFACTION…  Les « trous de Young », eux, mettent en évidence la nature « ondulatoire » de la lumière (c’est bien une « onde » électromagnétique). La théorie quantique de la lumière, quant à elle, est un concept mathématique très pratique pour quantifier l’énergie véhiculée par la lumière, mais elle n’est pas pertinente du point de vue de la physique. La théorie de la relativité, est justement une « théorie » qui cherche à « globaliser » les différentes interactions (éléctrostatique, magnétique, gravitationnelle) qui n’ont forcément pas d’effet l’une sur l’autre. Elle est (donc) très facile à utiliser, mais totalement aberrante pour de nombreux scientifiques. (désolé pour le premier message que j’ai supprimé)»

J’ai donné ma réponse :

La diffraction, tu veux dire, pas la « diffaction »… Avant de dire que j’ai faux, relis toi. Et quel rapport avec la théorie de la relativité ?

Ce que j’ai dit sur la luminosité provient de la traduction du site allemand « Welt der Physik » dans la rubrique astrophysique. Il y est question de variation de luminosité dans le cadre de la théorie de la relativité générale. Ce n’est pas moi qui le dit, mais le CFA par la médiation de « Welt der Physik ». Ce site allemand dit que la méthode habituelle consiste à l’effet Doppler dans le spectre électromagnétique mais cette méthode est coûteuse et ne permet pas d’analyser simultanément un grand nombre d’étoiles. La nouvelle méthode basée sur la théorie d’Einstein dit que la théorie de la relativité prédit que le mouvement de l’étoile conduit également à des changements de luminosité (je note : rien n’empêche d’observer des phénomènes de la relativité générale au moyen de l’interférométrie). Les étoiles se déplacent vers nous, de sorte que leur rayonnement est concentré, et qu’il sera affaibli si les étoiles s’éloignent de nous. Les chercheurs ont pu montrer que ces fluctuations sont de l’ordre du dix-millième de pourcent de la luminosité pour l’étoile Kepler-76 (similaire au soleil) située à 2000 années-lumière de nous. Pour s’assurer que la planète est à l’origine du phénomène, l’équipe a démontré deux effets : la déformation de l’étoile par l’attraction gravitationnelle d’une planète proche et des variations supplémentaires de la planète par le reflet de la lumière reçue de l’étoile.
Je note que c’est cela, l’effet relativiste. Déformation spatio-temporelle très faible mais mesurable de corps matériels, ce qui a une incidence sur la luminosité. La déformation affecte les distances, pas directement la lumière elle-même (mais cela a néanmoins des conséquences quantitatives comme les variations de la longueur d’onde et d’autres paramètres physiques liés à l’espace et le temps ; seule la vitesse de la lumière dans le vide est constante). Voila ce qui était à préciser.
C’est la gravitation exercée entre la planète et son étoile qui provoque une déformation des surfaces, ce qui fait varier la luminosité. Il s’agit donc bien d’un phénomène de la théorie de la relativité.

Ce texte est traduit de l’allemand, ce qui m’est difficile car je ne connais pas cette langue. De plus, impossible de citer un lien hypertexte ici (sur Yahoo) parce que c’est un motif de suppression du commentaire, ça ne facilite rien.

Puis sur un autre sujet, la théorie quantique n’est pas qu’un concept, elle se base sur des phénomènes observés. C’est bizarre que tu dises qu’elle n’est pas pertinente… Pourtant une théorie scientifique se base sur des faits. Non ?

Puis quand tu dis que la relativité englobe l’électrostatique, magnétique, gravitationnelle, c’est faux. Tu confonds avec la «théorie du Tout» (theory of everything) qui essaie de concilier la relativité et la théorie quantique…

Dans un tout autre contexte, je m’inquiète des dérives antisémites dans les commentaires d’article à chaque fois que le sujet fait référence à Albert Einstein… Voir ci-dessous, j’ai exprimé un avis méprisant sur les haineux, et un imbécile est venu s’éprendre avec une voix un peu nazillarde :

rac

Les racistes, les sectes et les homophobes, ils viennent m’emmerder parce que ce que je dis ne leur plaît pas, tout cela commence sérieusement à me casser les couilles, ces crétins n’ont vraiment rien dans la cervelle, à part une moelle épinière pour marcher en rythme comme des moutons avec la mentalité de loups prêts à tout… Ce ne sont pas ces individus-là qui font avancer la science ni la société… Quelle misère !

Info complémentaire du 22 mai 2013 :

L’article de Futura parle bien de déformation de la surface des astres par effet de marée due à la gravitation, mais nulle part on ne trouve de référence à Einstein ni la théorie de la relativité. Soit Futura n’a pas d’info plus précise, soit les sources qui parlent de la relativité exagèrent un peu en faisant un scoop sur Einstein. Comme je l’avais dit plus haut, il faut des infos complémentaires pour connaître le contexte exact de la découverte. Effet classique de marée ou distorsion de l’espace-temps dans un contexte de la théorie de la relativité ?

© 2013 John Philip C. Manson

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Faut-il avoir peur des trous noirs ?

L’attraction gravitationnelle exercée par la tour Eiffel sur moi-même à une distance de 70 km environ, est environ 300 000 fois plus grande que l’attraction gravitationnelle du trou noir le plus proche de moi-même, situé à 1500 années-lumière et portant le nom de V4641 Sgr.

Les trous noirs provoquent souvent des peurs irrationnelles. Pourtant, les trous noirs sont assez rares, et ils sont loin.

La culture scientifique est lacunaire en France, dont le domaine de l’astronomie, laquelle ne nécessite pourtant pas des notions avancées pour comprendre, apprendre et connaître les phénomènes naturels de façon rationnelle et objective. La base minimum en astronomie est juste de connaître les définitions élémentaires : ce qu’est une étoile, une planète, une comète, un trou noir. La peur naît de l’ignorance et de l’illusion de connaissance, il faut en finir avec les mythes sectaires d’apocalypse et de fin du monde.

 

 

© 2013 John Philip C. Manson

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