|
PRESENTATION.
Avant de commencer
une analyse du sujet et de traiter la problèmatique
nous allons définir brièvement ce
qu'est un trou noir.
Un trou noir, ce n’est
rien d’autre qu’un objet cosmologique,
au même titre que notre planète ou
notre soleil. La différence se trouve dans
sa densité; elle est des milliards de fois
supérieure à tous les corps que nous
connaissons. L’attraction gravitationnelle
à la surface de ces objets est telle que
la vitesse de libération (par exemple, la
vitesse nécessaire pour quitter le champs
gravitationnel) est à peu près égale
à la vitesse de la lumière (30 000
fois supérieure à la vitesse de libération
de la terre).
Pour expliquer clairement
ces phénomènes, nous devons faire
appel à plusieurs lois physiques et mécaniques.
Premièrement, rien
ne peut dépasser la vitesse de la lumière.
1/ La gravité.
La gravitée est une
force universelle de l'univers, qui explique bien
des phénomènes observés dans
l'espace. Nous en ressentons tous l'effet: notre
poids.
Cette force a trois caractéristiques:
1-Elle décroît avec le carré
de la distance.
2-Elle agit sur une distance infinie
3-Elle augmente en fonction de la masse.
Sa formule
est donc :
Avec ma et mb
les masses des corps en interaction , d la distance
entre les 2 corps et G la constante de gravitation
2/ La vitesse
de libération.
"Vitesse
minimale que doit atteindre un corps pour s'extraire
du champs gravitationnel d'un astre."
Cette vitesse
représente la "force" contraire
à la gravité et qui permet à
un objet de s'affranchir de l'emprise d'un champ
gravitationnel tellle une fusée s'arrachant
de l'orbite d'une planète.
Traduisons mathématiquement
cette notion de vitesse de libération :
Cette vitesse
nécessaire pour quitter le champ gravitationnel
(mathématiquement la limite à l'infini).
Seul le poid travait et ainsi le point de départ
est donc la surface de l'astre , et le point d'arrivée
, l'infini.
Mais,
Comme la vitesse désirée doit être
minimale, donc la vitesse à l'infini égale
à O :
Avec vlib la vitesse de libération,
Ep0 l'énergie potentielle à la surface
de l'astre, M la masse de l'astre, m la masse du
corps, et d le rayon de l'astre.
(démonstration
réalisée grâce à http://pages.infinit.net/gafen/)
III Le Rayon de Schwarzchild (rs).
Imaginons que l'on compresse un astre , ou même
un objet quelconque. Logiquement , la vitesse de
libération augmente lorsque le rayon de l'astre
(ou de l'objet) diminue, puisque , on contient une
même masse mais dans un rayon plus petit,
ce qui augmente la gravité et donc le poids
des objets a sa surface : la vitesse de libération
augmente.
Passé une certaine limite, cette compression
est telle que la vitesse de libération est
accrue considérablement et dépasserait
la vitesse de la lumière ! Comme aucun objet
ne peut aller plus vite que cette dernière
plus rien ne peut plus échapper à
la gravitation universelle ! Cette limite est représenté
par le Rs et passé ce diamètre de
compression, un objet devient trou noir.
Ainsi, chaque objet possède un Rs et deviendrait
trou noirs lorsque sa masse serait contenue dans
ce rayon. Il parait impossible que cette limite
soit franchie pourtant la formation des trous noirs
intervient dans des conditions bien spéciales
que nous étudierons dans la prochaine partie.
Nous étudierons ensuite quels effets produisent
ces minuscules masses condensées de matière
!
|
