Densite-Physique | Dr. Goulu

Un objet immergé dans un fluide en chute libre peut-il s'immerger/couler plus vite que sa chute ?

Wed, 29 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Je n’ai pas vraiment compris la question mais elle m’a fait repenser à un truc incroyable:

une chaîne bien conçue peut tomber en se faisant tirer vers le bas par l’impact de ses maillons. Elle tombe alors plus vite que la même chaîne qui ne tombe que sous l’effet de la gravité :

Et comme ça marche aussi dans l’air, voire dans l’eau, je répondrais “oui” à la question.

Si la masse d'une étoile n'augmente pas lorsqu'elle s'effondre sur elle même, c'est la densité de la matière et non sa masse totale qui courbe l'espace temps et crée un trou noir ?

Mon, 09 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La dépend de la masse de l’astre ET de son rayon.

Avant qu’une étoile de quelques masses solaires ne s’effondre, son rayon est plus grand que le , qui ne dépend que de la masse. Il faut que toute la masse “entre” à l’intérieur du rayon de Schwarzschild.

Prenons le Soleil, pas assez massif pour devenir un trou noir, mais imaginons…

Il a un rayon de 695 510 km, à la surface duquel la vitesse de libération est de 617 km/s

Le rayon de Schwarzschild correspondant à une masse solaire est de 3 km seulement. Même avec une densité du de 150, la masse à l’intérieur de ce rayon est beaucoup trop faible.

Pour qu’il devienne un trou noir, il faudrait que la masse du Soleil s’effondre totalement à l’intérieur de ces 3km.

Quand le Soleil deviendra une de la taille approximative de la Terre, en supposant que sa masse n’ai pas beaucoup diminué lors de la phase géante rouge, la vitesse de libération à sa surface sera de 6473 km/s, 2% de la vitesse de la lumière. Pas mal, mais très loin du trou noir.

Il faut vraiment que la matière soit totalement dégénérée, de la purée de quarks pour obtenir un trou noir stellaire.

Ou alors des masses énormes, des millions de masses solaires comme dans les trous noirs supermassifs, dont on ne sait encore pas trop comment ils se sont formés.

Notes de bas de page

Pourquoi les ballons d’hélium s’envolent-ils et pas les bonbonnes contenant l’hélium ?

Mon, 29 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

N’importe quel objet placé dans un fluide (air ou eau par exemple) est soumis à deux forces:

son poids, dirigé vers le bas
la , dirigée vers le haut. Cette poussée correspond au volumede l’objet multiplié par la densité du fluide.

Donc si le rapport poids/volume (= densité) de l’objet est plus faible que celui du fluide, il monte/flotte (ballon), et s’il est plus élevé, il coule au fond du fluide, ou y reste (bonbonne).

Ca marche pour les ballons, les sous marins, les couronnes de rois en simili-or, tout !

Le gars qui a trouvé ça a gagné le droit de 250 ans avant JC

Quels sont les matériaux artificiels les plus légers du monde ?

Mon, 29 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La bulle de savon, ça doit être pas loin du record…

Mais j’imagine que vous voulez un “solide”… Alors il y a:

Le “microlattice” de Boeing et General Motors, composé de 99,99% d’air et de 0.01% de petits tubes d’acier:

L’aérographite chinois, d’une densité de 0,16 mg/cm , soit 7,5 fois inférieure à celle de l’air :

Sinon le MIT a fait un matériau imprimable en 3D ayant une densité de 5% de celle de l’acier, mais 10x plus résistant:

Comment un trou noir peut-il avoir une densité infinie ? Cela ne signifie-t-il pas qu’il contient également une masse infinie et une matière infinie ?

Mon, 15 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La densité d’un trou noir vu de l’extérieur est celle de son horizon des événements et n’est jamais infinie, elle peut même être étonnamment faible .

a une masse de l’ordre de 6,5 × 10^{9 masses solaires , soit 1.3× 10}40 kg et un rayon de 19 milliards de kilomètres, soit un volume de 2.9× 10^{40 m}3 : sa densité est donc de 0.45, inférieure à celle de l’eau !

La densité éventuelle de ce qu’il y a à l’intérieur du trou noir:

est totalement inconnue (voir le dernier paragraphe)
on ne sait même pas si la question a un sens. Selon qui me semble avoir des bases fort intéressantes , la question n’a pas de sens.
on s’en fiche. Rien de ce qu’il pourrait éventuellement avoir à l’intérieur de l’horizon ne peut nous influencer en quoi que ce soit, et il n’existe aucun moyen de vérifier quelque théorie que ce soit.

Cela dit, mathématiquement une densité infinie n’a pas besoin d’une “matière infinie” : il suffirait que toute la masse soit concentrée en un seul point. Mais on a aucune idée d’un tel état de la matière, ni même si la notion de “masse” a encore un sens dans ce contexte.

Pour rappel , les protons et les neutrons qui composent 99.999% de la masse d’une étoile sont chacun composés de 3 quarks qui n’ont qu’1% de la masse des protons et neutrons, le reste étant formé de l’énergie de liaison des qui les lient, et qui ont une masse au repos nulle. Aucune théorie à ma connaissance ne dit comment la masse se conserve lors de l’effondrement en trou noir (à part le principe holographique).

Notes de bas de page