LES TROUS NOIRS

 

 

I Newton et les trous noirs



 3) Forces de marées

...ou comment un trou noir vous déchiquète en morceaux!

 

La très forte attraction gravitationnelle qui règne aux alentours d'un trou noir implique la considération de nouvelles forces qui, si elles peuvent être négligées dans le cas d'astres de densité normale (Terre, Soleil, etc...) deviennent très importantes pour les trous noirs : les forces de marées.
Il convient de rappeler que la forte attraction d'un trou noir reste localisée, et que contrairement à l'image de très dangereux astres cannibales qu'on pourrait en avoir, si on remplaçait le soleil par un trou noir (de masse égale), l'orbite de la Terre n'en serait aucunement modifiée.

Que sont les forces de marées? Pour mieux comprendre, mettons-nous dans la peau d'un astronaute téméraire qui aurait décidé de sauter dans un trou noir (ce qui, il faut bien l'avouer, n'est pas conseillé. Mais, bon, il doit avoir ses raisons...)

La première chose que ressentira notre astronaute à l'approche du trou noir sera une force entre les pieds et la tête. Cette force, appelée force de marée, est due à la différence d'attraction gravitationnelle entre les pieds et la tête. En effet, les pieds sont plus attirés par le trou noir que la tête car ils en sont plus proches (On suppose ici que notre astronaute ne plonge pas tête la première. D'ailleurs, il ne sait pas plonger, donc il y va les pieds en avant.). On peut calculer cette différence d'attraction par la formule de Newton.


g1 = (G*M)/d²
  g2= (G*M)/(d+h)²


On note h la taille de la personne, d la distance entre les pieds de l'astronaute et le trou noir. g1 et g2 sont respectivement l'attraction gravitationnelle aux pieds et à la tête de l'astronaute.


        La différence (g2-g1) exprime la force de marée notée Fm. On a alors, en effectuant un développement limité en (h / r) : (cliquez ici pour le détail des calculs):


Fm = (2*G*M*h)/r³

Que va-t-il se passer pour notre astronaute? Eh bien, il va littéralement se faire écarteler : son corps va s'étirer, les pieds étant beaucoup plus accélérés que la tête, jusqu'à déchirure. Quelle partie du corps va rompre en premier, ça, c'est un autre problème; ceci dit, si ce magnifique écartélement ne vous a pas suffi (le déchirement ne se produira pas en un seul endroit, mais un peu partout (sic)), le corps va maintenant se faire rôtir (et même carboniser) par la lumière des étoiles alentour, déformée par l'effet Doppler gravitationnel (voir partie Effet Doppler).

 

I

I Approche des trous noirs selon la théorie de la gravitation universelle de Newton

1) Vitesse de libération

2) Rayon de Schwarzschild

3) Forces de marées

II Comment se forment les trous noirs

1) Cycle de vie d'une étoile

2) Mort d'une étoile

3) Les différentes voies menant aux trous noirs

III Caractéristiques des trous noirs

1) Ralentissement du temps à proximité d'un trou noir

2) Effet Doppler : normal et relativiste

3) Structure d'un trou noir

IV Preuves de l'existence des trous noirs

1) Troisième Loi de Kepler

2) Emission de rayons X et rayons gamma

3) Les ondes gravitationnelles

V Hypothèses en suspens

1) Evaporation des trous noirs

2) Trous blancs et trous de ver

3) Trous noirs primordiaux

VI Relativité Générale

1) La Relativité Restreinte

2) Trous noirs et Relativité

VII Conclusion

1) Conclusion

2) Bibliographie

3) Me contacter

4) Remerciements

VIII Index

1) Index