Astrophysique

Bon parlons des étoiles étranges

Pour commencer, pourquoi ce nom "étrange" ?
En physique des particules, l'interaction forte (qui décrit les noyaux atomiques ) comportent 6 particules massives appelées quark. Ces quarks sont différenciés par leur saveur : up, down, strange, charm, bottom, top. Les protons et neutrons sont composés de quarks up et down (ce sont ce que l'on appelle des baryons car composés de 3 quarks). Donc vous l'aurez compris, dans une étoile étrange il y a des quarks étranges (strange).

J'entends mais pourquoi une étoile serait composée de quarks étranges ?

Je vais devoir vous parler de l'hypothèse de la matière étrange, postulée par Witten (père de la théorie des cordes) dans les années 80. La question qu'il s'était posée était : quelle est l'état le plus stable de la matière baryoniques ? Vous me direz que c'est évident, que la matière est la plus stable sous forme atomique (protons et neutrons) ; en effet c'est ce qu'on observe tous les jours.
CEPEEEEENDAAAAANT
Par un simple calcul (approximatif), on peut montrer que la matière baryonique (3 quarks) composé de quarks up, down et strange aurait une énergie par baryon plus basse d'un facteur 0.9 par rapport à la matière atomique.(techniquement c'est dû au fait qu'avec 3 saveurs la dégénérescence est plus haute et l'énergie par baryon sera donc plus basse)Il serait donc physiquement envisageable que la matière atomique soit en réalité une phase dite métastable

Bah pourquoi ne pas faire les calculs exacts pour voir si effectivement la matière étrange est plus stable ?

Car les calculs dans le cadre de l'interaction forte sont extrêmement difficiles à faire, même numériquement. Par exemple, on a réussi à calculer la masse des protons et neutrons grâce à l'interaction forte il y a seulement une petite dizaine d'année

L'hypothèse de la matière étrange est donc : la phase stable de la matière baryonique est la matière étrange (assemblage d'un nombre égal de quark up, down et strange).

Mais attends ça n'a aucun sens, si la matière atomique est métastable, pourquoi on ne se transforme par en matière étrange ?

La question est : comment un atome pourrait se transformer en matière étrange ? Imaginons un atome d'hydrogène. Son noyau est un proton composé de 2 quarks up et 1 quark down. C'est là qu'intervient l'interaction faible, l'interaction qui régit les désintégrations et permet de changer de saveur les quarks. Une transformation permise par l'interaction faible est : up + down ---> strange + down (en français : un quark up et down interagissent pour donner un quark strange et down). À température et pression terrestre, cette transformation a peu de chance de se produire. Cependant, au bout d'un certain un atome devrait se transformer en matière étrange. Mais il y une petite subtilité : un bout de matière étrange composé de seulement 3 quarks sera instable à cause d'effets de surface. Pour être stable, il faudrait que la matière étrange soit au moins composée de 10 fois 3 quarks. Il faudrait donc par exemple que 10 protons se transforment en même temps en matière étrange, et ceci a très très très peu de chance de se produire spontanément sur Terre (il faudrait attendre au moins 10 puissance 100 ans avant de voir cette réaction se produire)

Maintenant, il serait possible que de la matière étrange provenant de l'explosion d'étoiles ou du Big Bang arrive sur Terre. Le problème est qu'un proton absorbé par de la matière étrange se transformerait spontanément en matière étrange lui aussi : donc réaction en chaîne et la Terre se transforme en bloc de matière étrange
Heureusement, même si de la matière étrange tombe sur Terre (ou sur la Lune ou n'importe), il ne passera rien. En effet j'ai menti. Dans un bout de matière étrange il n'y a pas un nombre égal de quark up, down et strange. En effet un quark strange est beaucoup plus massif que les deux autres et il y aura un certain déséquilibre privilégiant les quarks up. La charge électrique de la matière étrange sera donc positive et le proton (et donc les noyaux atomiques) ne pourra pas pénétrer dans la matière étrange. Des modèles prédisent qu'une boule de matière étrange venant de l'espace finirait tout droit au centre de la Terre
Aparté : lors de la construction du LHC, le risque de création de matière étrange a été sérieusement étudié, on a conclu qu'il n'y avait aucun risque

Bon, mais les étoiles dans tout ça ?

On y arrive. J'ai dit que la probabilité de création de matière étrange était extrêmement faible sur Terre. Mais ce n'est pas le cas dans les étoiles à neutrons, les endroits les plus denses dans l'univers. La pression extrême fera que la probabilité de création de matière étrange sera élevée. Et cette fois la charge électrique ne protègera pas l'étoile à neutron : en effet les neutrons neutres pourront pénétrer dans l'étoile et se transformer en matière étrange. On obtient alors une étoile étrange : une étoile composée exclusivement de matière étrange, extrêmement dense, et surtout stable

Elles existent ces étoiles du coup ?

Alors
Les étoiles étranges auraient une masse très proche des étoiles à neutron, et aujourd'hui on ne peut discriminer les deux par une mesure du rayon des étoiles. Si l'hypothèse de la matière étrange est vraie, alors toutes les étoiles à neutrons sont des étoiles étranges, donc elles existeraient puisqu'on a déjà détecté des "étoiles à neutron" Bon on peut imaginer qu'il puisse exister en même temps dans l'univers des étoiles à neutron et des étoiles étranges mais je n'en parlerai pas
L'hypothèse de la matière étrange étant toujours une hypothèse on ne sait pas

Tu as dis au début qu'il existait 6 saveurs de quark. Est-ce qu'il pourrait exister des étoiles charmantes, bottom ou top ?

Les quarks charm sont 10 fois plus massifs que les quarks strange
La densité d'énergie au centre des étoiles charmantes serait beaucoup plus importante que celle dans les étoiles étranges. La réponse est ensuite un peu technique. Selon certains modèles, en résolvant les équations décrivant l'intérieur de l'étoile, on montre que ces étoiles charmantes sont instables
Cela veut dire qu'à la moindre perturbation l'étoile disparait (se transforme en trou noir ou autre). Il est donc très probable que ces étoiles n'existent pas
Les quarks bottom et top sont respectivement 40 fois et 1000 fois plus massifs que les quarks strange, et pour les mêmes raisons les étoiles bottom et top ne peuvent pas exister

Pour aller plus loin :

Il existe également un autre type d'étoile, les naines étranges
Ces étoiles seraient des naines blanches avec un cœur étrange de quelques km et une croûte de plusieurs milliers de km (en effet j'ai dit plus haut qu'il y avait des flux de matière étrange dans l'univers ; les étoiles en absorbent durant leur vie et se transforment en naines étranges au bout d'un certain temps). La croûte "flotterait" au-dessus du noyau grâce à l'interaction électrostatique
Des questions ?

Le 23 août 2021 à 12:34:40 :
Bon parlons des étoiles étranges

Pour commencer, pourquoi ce nom "étrange" ?
En physique des particules, l'interaction forte (qui décrit les noyaux atomiques ) comportent 6 particules massives appelées quark. Ces quarks sont différenciés par leur saveur : up, down, strange, charm, bottom, top. Les protons et neutrons sont composés de quarks up et down (ce sont ce que l'on appelle des baryons car composés de 3 quarks). Donc vous l'aurez compris, dans une étoile étrange il y a des quarks étranges (strange).

J'entends mais pourquoi une étoile serait composée de quarks étranges ?

Je vais devoir vous parler de l'hypothèse de la matière étrange, postulée par Witten (père de la théorie des cordes) dans les années 80. La question qu'il s'était posée était : quelle est l'état le plus stable de la matière baryoniques ? Vous me direz que c'est évident, que la matière est la plus stable sous forme atomique (protons et neutrons) ; en effet c'est ce qu'on observe tous les jours.
CEPEEEEENDAAAAANT
Par un simple calcul (approximatif), on peut montrer que la matière baryonique (3 quarks) composé de quarks up, down et strange aurait une énergie par baryon plus basse d'un facteur 0.9 par rapport à la matière atomique.(techniquement c'est dû au fait qu'avec 3 saveurs la dégénérescence est plus haute et l'énergie par baryon sera donc plus basse)Il serait donc physiquement envisageable que la matière atomique soit en réalité une phase dite métastable

Bah pourquoi ne pas faire les calculs exacts pour voir si effectivement la matière étrange est plus stable ?

Car les calculs dans le cadre de l'interaction forte sont extrêmement difficiles à faire, même numériquement. Par exemple, on a réussi à calculer la masse des protons et neutrons grâce à l'interaction forte il y a seulement une petite dizaine d'année

L'hypothèse de la matière étrange est donc : la phase stable de la matière baryonique est la matière étrange (assemblage d'un nombre égal de quark up, down et strange).

Mais attends ça n'a aucun sens, si la matière atomique est métastable, pourquoi on ne se transforme par en matière étrange ?

La question est : comment un atome pourrait se transformer en matière étrange ? Imaginons un atome d'hydrogène. Son noyau est un proton composé de 2 quarks up et 1 quark down. C'est là qu'intervient l'interaction faible, l'interaction qui régit les désintégrations et permet de changer de saveur les quarks. Une transformation permise par l'interaction faible est : up + down ---> strange + down (en français : un quark up et down interagissent pour donner un quark strange et down). À température et pression terrestre, cette transformation a peu de chance de se produire. Cependant, au bout d'un certain un atome devrait se transformer en matière étrange. Mais il y une petite subtilité : un bout de matière étrange composé de seulement 3 quarks sera instable à cause d'effets de surface. Pour être stable, il faudrait que la matière étrange soit au moins composée de 10 fois 3 quarks. Il faudrait donc par exemple que 10 protons se transforment en même temps en matière étrange, et ceci a très très très peu de chance de se produire spontanément sur Terre (il faudrait attendre au moins 10 puissance 100 ans avant de voir cette réaction se produire)

Maintenant, il serait possible que de la matière étrange provenant de l'explosion d'étoiles ou du Big Bang arrive sur Terre. Le problème est qu'un proton absorbé par de la matière étrange se transformerait spontanément en matière étrange lui aussi : donc réaction en chaîne et la Terre se transforme en bloc de matière étrange
Heureusement, même si de la matière étrange tombe sur Terre (ou sur la Lune ou n'importe), il ne passera rien. En effet j'ai menti. Dans un bout de matière étrange il n'y a pas un nombre égal de quark up, down et strange. En effet un quark strange est beaucoup plus massif que les deux autres et il y aura un certain déséquilibre privilégiant les quarks up. La charge électrique de la matière étrange sera donc positive et le proton (et donc les noyaux atomiques) ne pourra pas pénétrer dans la matière étrange. Des modèles prédisent qu'une boule de matière étrange venant de l'espace finirait tout droit au centre de la Terre
Aparté : lors de la construction du LHC, le risque de création de matière étrange a été sérieusement étudié, on a conclu qu'il n'y avait aucun risque

Bon, mais les étoiles dans tout ça ?

On y arrive. J'ai dit que la probabilité de création de matière étrange était extrêmement faible sur Terre. Mais ce n'est pas le cas dans les étoiles à neutrons, les endroits les plus denses dans l'univers. La pression extrême fera que la probabilité de création de matière étrange sera élevée. Et cette fois la charge électrique ne protègera pas l'étoile à neutron : en effet les neutrons neutres pourront pénétrer dans l'étoile et se transformer en matière étrange. On obtient alors une étoile étrange : une étoile composée exclusivement de matière étrange, extrêmement dense, et surtout stable

Elles existent ces étoiles du coup ?

Alors
Les étoiles étranges auraient une masse très proche des étoiles à neutron, et aujourd'hui on ne peut discriminer les deux par une mesure du rayon des étoiles. Si l'hypothèse de la matière étrange est vraie, alors toutes les étoiles à neutrons sont des étoiles étranges, donc elles existeraient puisqu'on a déjà détecté des "étoiles à neutron" Bon on peut imaginer qu'il puisse exister en même temps dans l'univers des étoiles à neutron et des étoiles étranges mais je n'en parlerai pas
L'hypothèse de la matière étrange étant toujours une hypothèse on ne sait pas

Tu as dis au début qu'il existait 6 saveurs de quark. Est-ce qu'il pourrait exister des étoiles charmantes, bottom ou top ?

Les quarks charm sont 10 fois plus massifs que les quarks strange
La densité d'énergie au centre des étoiles charmantes serait beaucoup plus importante que celle dans les étoiles étranges. La réponse est ensuite un peu technique. Selon certains modèles, en résolvant les équations décrivant l'intérieur de l'étoile, on montre que ces étoiles charmantes sont instables
Cela veut dire qu'à la moindre perturbation l'étoile disparait (se transforme en trou noir ou autre). Il est donc très probable que ces étoiles n'existent pas
Les quarks bottom et top sont respectivement 40 fois et 1000 fois plus massifs que les quarks strange, et pour les mêmes raisons les étoiles bottom et top ne peuvent pas exister

Pour aller plus loin :

Il existe également un autre type d'étoile, les naines étranges
Ces étoiles seraient des naines blanches avec un cœur étrange de quelques km et une croûte de plusieurs milliers de km (en effet j'ai dit plus haut qu'il y avait des flux de matière étrange dans l'univers ; les étoiles en absorbent durant leur vie et se transforment en naines étranges au bout d'un certain temps). La croûte "flotterait" au-dessus du noyau grâce à l'interaction électrostatique
Des questions ?

Je comprend pas le passage sur la transformation des étoiles en étoile étrange et pourquoi les étoiles ou les planètes absorbe des quarks étrange.

La taille d'une étoile étrange ?

Et merci comme pour yang, merci pour votre savoir et de faire partager.

Quelles sont les différences entre l'interaction faible et forte.

Pour l'interaction faible, les calculs sont aussi difficile ?

Le 23 août 2021 à 13:09:01 :

Le 23 août 2021 à 12:34:40 :
Bon parlons des étoiles étranges

Pour commencer, pourquoi ce nom "étrange" ?
En physique des particules, l'interaction forte (qui décrit les noyaux atomiques ) comportent 6 particules massives appelées quark. Ces quarks sont différenciés par leur saveur : up, down, strange, charm, bottom, top. Les protons et neutrons sont composés de quarks up et down (ce sont ce que l'on appelle des baryons car composés de 3 quarks). Donc vous l'aurez compris, dans une étoile étrange il y a des quarks étranges (strange).

J'entends mais pourquoi une étoile serait composée de quarks étranges ?

Je vais devoir vous parler de l'hypothèse de la matière étrange, postulée par Witten (père de la théorie des cordes) dans les années 80. La question qu'il s'était posée était : quelle est l'état le plus stable de la matière baryoniques ? Vous me direz que c'est évident, que la matière est la plus stable sous forme atomique (protons et neutrons) ; en effet c'est ce qu'on observe tous les jours.
CEPEEEEENDAAAAANT
Par un simple calcul (approximatif), on peut montrer que la matière baryonique (3 quarks) composé de quarks up, down et strange aurait une énergie par baryon plus basse d'un facteur 0.9 par rapport à la matière atomique.(techniquement c'est dû au fait qu'avec 3 saveurs la dégénérescence est plus haute et l'énergie par baryon sera donc plus basse)Il serait donc physiquement envisageable que la matière atomique soit en réalité une phase dite métastable

Bah pourquoi ne pas faire les calculs exacts pour voir si effectivement la matière étrange est plus stable ?

Car les calculs dans le cadre de l'interaction forte sont extrêmement difficiles à faire, même numériquement. Par exemple, on a réussi à calculer la masse des protons et neutrons grâce à l'interaction forte il y a seulement une petite dizaine d'année

L'hypothèse de la matière étrange est donc : la phase stable de la matière baryonique est la matière étrange (assemblage d'un nombre égal de quark up, down et strange).

Mais attends ça n'a aucun sens, si la matière atomique est métastable, pourquoi on ne se transforme par en matière étrange ?

La question est : comment un atome pourrait se transformer en matière étrange ? Imaginons un atome d'hydrogène. Son noyau est un proton composé de 2 quarks up et 1 quark down. C'est là qu'intervient l'interaction faible, l'interaction qui régit les désintégrations et permet de changer de saveur les quarks. Une transformation permise par l'interaction faible est : up + down ---> strange + down (en français : un quark up et down interagissent pour donner un quark strange et down). À température et pression terrestre, cette transformation a peu de chance de se produire. Cependant, au bout d'un certain un atome devrait se transformer en matière étrange. Mais il y une petite subtilité : un bout de matière étrange composé de seulement 3 quarks sera instable à cause d'effets de surface. Pour être stable, il faudrait que la matière étrange soit au moins composée de 10 fois 3 quarks. Il faudrait donc par exemple que 10 protons se transforment en même temps en matière étrange, et ceci a très très très peu de chance de se produire spontanément sur Terre (il faudrait attendre au moins 10 puissance 100 ans avant de voir cette réaction se produire)

Maintenant, il serait possible que de la matière étrange provenant de l'explosion d'étoiles ou du Big Bang arrive sur Terre. Le problème est qu'un proton absorbé par de la matière étrange se transformerait spontanément en matière étrange lui aussi : donc réaction en chaîne et la Terre se transforme en bloc de matière étrange
Heureusement, même si de la matière étrange tombe sur Terre (ou sur la Lune ou n'importe), il ne passera rien. En effet j'ai menti. Dans un bout de matière étrange il n'y a pas un nombre égal de quark up, down et strange. En effet un quark strange est beaucoup plus massif que les deux autres et il y aura un certain déséquilibre privilégiant les quarks up. La charge électrique de la matière étrange sera donc positive et le proton (et donc les noyaux atomiques) ne pourra pas pénétrer dans la matière étrange. Des modèles prédisent qu'une boule de matière étrange venant de l'espace finirait tout droit au centre de la Terre
Aparté : lors de la construction du LHC, le risque de création de matière étrange a été sérieusement étudié, on a conclu qu'il n'y avait aucun risque

Bon, mais les étoiles dans tout ça ?

On y arrive. J'ai dit que la probabilité de création de matière étrange était extrêmement faible sur Terre. Mais ce n'est pas le cas dans les étoiles à neutrons, les endroits les plus denses dans l'univers. La pression extrême fera que la probabilité de création de matière étrange sera élevée. Et cette fois la charge électrique ne protègera pas l'étoile à neutron : en effet les neutrons neutres pourront pénétrer dans l'étoile et se transformer en matière étrange. On obtient alors une étoile étrange : une étoile composée exclusivement de matière étrange, extrêmement dense, et surtout stable

Elles existent ces étoiles du coup ?

Alors
Les étoiles étranges auraient une masse très proche des étoiles à neutron, et aujourd'hui on ne peut discriminer les deux par une mesure du rayon des étoiles. Si l'hypothèse de la matière étrange est vraie, alors toutes les étoiles à neutrons sont des étoiles étranges, donc elles existeraient puisqu'on a déjà détecté des "étoiles à neutron" Bon on peut imaginer qu'il puisse exister en même temps dans l'univers des étoiles à neutron et des étoiles étranges mais je n'en parlerai pas
L'hypothèse de la matière étrange étant toujours une hypothèse on ne sait pas

Tu as dis au début qu'il existait 6 saveurs de quark. Est-ce qu'il pourrait exister des étoiles charmantes, bottom ou top ?

Les quarks charm sont 10 fois plus massifs que les quarks strange
La densité d'énergie au centre des étoiles charmantes serait beaucoup plus importante que celle dans les étoiles étranges. La réponse est ensuite un peu technique. Selon certains modèles, en résolvant les équations décrivant l'intérieur de l'étoile, on montre que ces étoiles charmantes sont instables
Cela veut dire qu'à la moindre perturbation l'étoile disparait (se transforme en trou noir ou autre). Il est donc très probable que ces étoiles n'existent pas
Les quarks bottom et top sont respectivement 40 fois et 1000 fois plus massifs que les quarks strange, et pour les mêmes raisons les étoiles bottom et top ne peuvent pas exister

Pour aller plus loin :

Il existe également un autre type d'étoile, les naines étranges
Ces étoiles seraient des naines blanches avec un cœur étrange de quelques km et une croûte de plusieurs milliers de km (en effet j'ai dit plus haut qu'il y avait des flux de matière étrange dans l'univers ; les étoiles en absorbent durant leur vie et se transforment en naines étranges au bout d'un certain temps). La croûte "flotterait" au-dessus du noyau grâce à l'interaction électrostatique
Des questions ?

Je comprend pas le passage sur la transformation des étoiles en étoile étrange et pourquoi les étoiles ou les planètes absorbe des quarks étrange.

En vieillissant. certaines étoiles vont devenir des étoiles à neutrons. Dans ces étoiles la pression est extrêmement élevée. Dans ces conditions certains processus de l'interaction faible comme u+d-->s+d vont se produire beaucoup plus fréquemment que sur Terre. Le cœur de l'étoile va donc se transformer en matière étrange. Par gravité les neutrons vont tomber dans le cœur étrange et se transformer eux même en matière étrange. A terme toute l'étoile devient étrange.

Peu après le Big Bang beaucoup de matière étrange a été créée, on a donc un flux de matière étrange dans l'univers. Au cours de leur vie les étoiles vont attirer de la matière étrange par attraction gravitationnelle.
Attention ils n'absorbent pas seulement des quarks étranges mais bien de la matière étrange (quark up, down et strange).

La taille d'une étoile étrange ?

J'aurais dû le préciser. C'est quelques km (moins de 20 typiquement).

Et merci comme pour yang, merci pour votre savoir et de faire partager.

Avec plaisir.

Le 23 août 2021 à 13:16:29 :
Quelles sont les différences entre l'interaction faible et forte.

L'interaction forte décrit les protons, neutrons et leurs interactions (donc les noyaux atomiques).
L'interaction faible décrit les désintégrations, les transformations de particules en d'autres.

Mathématiquement les deux théories sont très similaires et sont décrites par la théorie de Yang-Mills (les vrais )
On appelle ça des théories de jauge.
Malheureusement je ne peux pas vulgariser beaucoup plus.

Pour l'interaction faible, les calculs sont aussi difficile ?

Ils ne sont pas faciles non plus. Cependant l'interaction forte est singulière dans le sens où à faible énergie les quarks interagissent fortement et il n'est pas possible d'utiliser ce qu'on appelle les méthodes perturbatives. C'est ça qui rend les calculs de l'interaction forte si difficiles.

Dans l'univers il y a plus d'étoiles à neutron ou de trous noir ?

Bonne question je laisse Yang Mills répondre.

Le 23 août 2021 à 13:34:31 :
Et ma dernière question.
Si le LHC produit de la matière étrange c'est un problème ? Si oui pourquoi ?

Non, la matière étrange créée ne pourrait pas absorber d'atomes à cause de sa charge électrique. On ne risque rien.

Le 22 août 2021 à 23:52:19 Yang_Mill a écrit :

Le 22 août 2021 à 20:13:06 :

C'est l'équateur qui tourne plus vite que les pôles ?

Non l'inverse

J'arrivais pas à sentir le truc intuitivement donc je suis allé voir sur wikipédia, il y a écrit que c'est l'équateur qui tourne plus vite https://fr.wikipedia.org/wiki/Rotation_diff%C3%A9rentielle
Mais bref peu importe qui a raison, il y a une explication physique à ce phénomène ?
(Tu peux balancer des maths ça m'effraie pas )

Autre question (pour toi ou Ergosphere), de ce que j'ai compris un proton c'est 2 quarks up et 1 quark down.
Avec les valeurs que j'ai trouvé sur wikipédia lorsque j'additionne la masse des 3 quarks je trouve 12Mev/c^2, très inférieur à la masse d'un proton qui est de 928Mev/c^2
Même problème pour les neutrons
Il y a d'autre trucs dans les protons ?

Le 23 août 2021 à 18:11:28 :

Le 22 août 2021 à 23:52:19 Yang_Mill a écrit :

Le 22 août 2021 à 20:13:06 :

C'est l'équateur qui tourne plus vite que les pôles ?

Non l'inverse

Autre question (pour toi ou Ergosphere), de ce que j'ai compris un proton c'est 2 quarks up et 1 quark down.
Avec les valeurs que j'ai trouvé sur wikipédia lorsque j'additionne la masse des 3 quarks je trouve 12Mev/c^2, très inférieur à la masse d'un proton qui est de 928Mev/c^2
Même problème pour les neutrons
Il y a d'autre trucs dans les protons ?

Parce que E = mc²
La masse d'un proton n'est pas égal à la somme de ses constituants, la plus grande partie de cette masse provient de l'énergie d'interaction entre quarks (et énergie = masse)
Du coup lorsque tu entends : "la masse provient du boson de Higgs", rappelle-toi que 98% de ta masse est de l'énergie d'interaction entre quarks

Le 23 août 2021 à 12:34:40 :
Bon parlons des étoiles étranges

Très sympathique parlation merci pour ce partage

Le 23 août 2021 à 13:23:48 :
C'est quoi le destin d'une étoile à neutron ? Explosion ? Ou juste petit à petit un refroidissement ?

Il existe une masse limite (~ 2.5 masses solaires) à partir de laquelle une étoile à neutron devient trop dense et s'effondre en trop noir, donc si au cours de sa vie elle finit par accréter trop de poussières ou fusionner avec un autre corps qui lui fait dépasser cette masse, elle s'effondrera en trou noir

Si rien ne se produit alors elle va finir par ralentir (elle perd de l'énergie de rotation en émettant un rayonnement magnétique, origine de ce qu'on appelle les pulsars) et refroidir, le destin supposé à très très long terme de corps aussi dense est de se transformer en "iron stars"

En gros par effet tunnel il existe toujours une infime probabilité que deux particules fusionnent, et lorsque tu as un temps infini devant toi alors tout finit par arriver, donc petit à petit il se produirait une fusion froide et ces étoiles se transformerait en étoile de fer qui est l'élément finale atteignable par fusion

Les estimations du temps que ça prendrait sont encore une fois immensément grande (> 10^100 ans) donc bon

Le 23 août 2021 à 13:16:29 :

Dans l'univers il y a plus d'étoiles à neutron ou de trous noir ?

Alors je n'ai pas de chiffres en tête mais concrètement pour faire un trou noir il n'y a qu'un seul mécanisme connu qui soit avéré et c'est l'effondrement d'étoiles extrêmement massives, or plus on augmente en masse plus les étoiles sont rares donc il y a statistiquement moins d'étoiles susceptibles de former des trous noirs

Tandis que les étoiles capables de s'effondrer en étoile à neutrons sont plus abondantes, ceci dit plus une étoile est massive moins elle vit longtemps donc ça devrait légèrement compenser cette différence quantitative

Je rajoute que comme je t'ai dit il existe une masse (~2.5 masses solaires) à laquelle une étoile à neutrons peut devenir un trou noir, or le plus petit trou noir qu'on a observé est de 5 masse solaires. Cette absence de trous noirs entre 2.5 et 5 masses solaires n'est pas encore expliqué, il peut tout simplement s'agir d'un biais de détection (on les a juste pas encore trouvé) soit il existe une raison encore mal comprise car en réalité le calcul pour obtenir cette masse critique de 2.5 masses solaires n'est pas exacte et d'ailleurs on a détecté une étoile à neutrons qui est à 2.7 masses solaires

Bref a priori plus d'étoiles à neutrons que de trous noirs

Le 23 août 2021 à 13:41:37 :
"je suis astrophysicien quantique"

de poche

Le 23 août 2021 à 18:11:28 :

Le 22 août 2021 à 23:52:19 Yang_Mill a écrit :

Le 22 août 2021 à 20:13:06 :

C'est l'équateur qui tourne plus vite que les pôles ?

Non l'inverse

J'arrivais pas à sentir le truc intuitivement donc je suis allé voir sur wikipédia, il y a écrit que c'est l'équateur qui tourne plus vite https://fr.wikipedia.org/wiki/Rotation_diff%C3%A9rentielle

C'est la dernière fois que tu me contredis sur mon topoc

Mais bref peu importe qui a raison, il y a une explication physique à ce phénomène ?
(Tu peux balancer des maths ça m'effraie pas )

Non c'est encore un sujet de recherche pour l'expliquer, il s'agit de calculs de MHD (magnéto-hydrodynamique) et si t'as un peu de culture tu sais que les équations de l'hydro sont non-linéaires et infâmes, tu te doutes donc bien que si tu rajoutes un champ électromagnétique au berzingue à part faire des simulations on peut pas faire grand chose

Par contre cette différentielle de rotation est mesurée et rien empêche de faire un développement de Taylor en fonction de la lattitude λ du style 2π/P = 2π/P0 + 2π/P1 sin²λ + 2π/P2 sin^4΄λ et caetera et caetera

On pourrait pas supposer qu'il n'y a plus de causalité au sein d'une singularité gravitationnelle ?

Je me demande ça depuis pas mal de temps

Le 23 août 2021 à 19:33:39 :
On pourrait pas supposer qu'il n'y a plus de causalité au sein d'une singularité gravitationnelle ?

Je me demande ça depuis pas mal de temps

Faudrait définir ce que ça veut dire "au sein d'une singularité gravitationnelle" puisque c'est un point, c'est un objet mathématiques sans "dedans"

Par contre pour un trou noir en rotation, ce qui est le cas de tous trou noir (on appelle ça un trou noir de Kerr), la singularité n'est pas un point mais un anneau on appelle ça "ring singularity" du coup en français je sais pas trop, anneau singulaire c'est moche

Quoiqu'il en soit aux alentours de cet anneau il existe des CTCs, acronyme de closed timelike curves que tu peux comprendre comme un endroit de l'espace où le temps boucle

Du coup effectivement, si tant est que cet anneau existe vraiment ainsi que ces CTCs, il n'est pas vraiment possible de parler de causalité dans ce cas mais ceci est mis sous le tapis en disant que de toute façon c'est caché derrière l'horizon du trou noir

Le 23 août 2021 à 18:32:39 Ergosphere a écrit :

Le 23 août 2021 à 18:11:28 :

Le 22 août 2021 à 23:52:19 Yang_Mill a écrit :

Le 22 août 2021 à 20:13:06 :

C'est l'équateur qui tourne plus vite que les pôles ?

Non l'inverse

Autre question (pour toi ou Ergosphere), de ce que j'ai compris un proton c'est 2 quarks up et 1 quark down.
Avec les valeurs que j'ai trouvé sur wikipédia lorsque j'additionne la masse des 3 quarks je trouve 12Mev/c^2, très inférieur à la masse d'un proton qui est de 928Mev/c^2
Même problème pour les neutrons
Il y a d'autre trucs dans les protons ?

Parce que E = mc²
La masse d'un proton n'est pas égal à la somme de ses constituants, la plus grande partie de cette masse provient de l'énergie d'interaction entre quarks (et énergie = masse)
Du coup lorsque tu entends : "la masse provient du boson de Higgs", rappelle-toi que 98% de ta masse est de l'énergie d'interaction entre quarks

Donc 2% de la masse du proton c'est celle des quarks, due à leur interaction avec le champ de Higgs, et tout le reste c'est parce que les 3 quarks passent leur temps à bouger dans tous les sens et s'envoyer des gluons c'est ça ?

Le 23 août 2021 à 19:08:10 Yang_Mill a écrit :

Le 23 août 2021 à 18:11:28 :

Le 22 août 2021 à 23:52:19 Yang_Mill a écrit :

Le 22 août 2021 à 20:13:06 :

C'est l'équateur qui tourne plus vite que les pôles ?

Non l'inverse

J'arrivais pas à sentir le truc intuitivement donc je suis allé voir sur wikipédia, il y a écrit que c'est l'équateur qui tourne plus vite https://fr.wikipedia.org/wiki/Rotation_diff%C3%A9rentielle

C'est la dernière fois que tu me contredis sur mon topoc

Mais bref peu importe qui a raison, il y a une explication physique à ce phénomène ?
(Tu peux balancer des maths ça m'effraie pas )

Non c'est encore un sujet de recherche pour l'expliquer, il s'agit de calculs de MHD (magnéto-hydrodynamique) et si t'as un peu de culture tu sais que les équations de l'hydro sont non-linéaires et infâmes, tu te doutes donc bien que si tu rajoutes un champ électromagnétique au berzingue à part faire des simulations on peut pas faire grand chose

Par contre cette différentielle de rotation est mesurée et rien empêche de faire un développement de Taylor en fonction de la lattitude λ du style 2π/P = 2π/P0 + 2π/P1 sin²λ + 2π/P2 sin^4΄λ et caetera et caetera

Je vois
Mais au final c'est l'équateur qui tourne le plus vite ou les pôles ?