Pourquoi la matière tourne-t-elle autour d’un trou noir en forme de disque? [dupliquer]

Jim M

Pourquoi la matière tourne-t-elle autour d’un trou noir en forme de disque? [dupliquer]


Plus généralement, si un trou noir est une singularité … un point dans l’espace … pourquoi la matière ne tourne-t-elle que dans une région semblable à un disque plat. Il me semble que la matière l’entourerait dans une sphère entourant le trou noir.

De plus … et cela fait également écho à une autre question posée ici à un moment donné … pourquoi la question tourne-t-elle dans une direction?

Étant un profane en physique, je suis sûr qu’il y a des principes de base que je ne connais pas, mais il me semble étrange que la matière autour d’un trou noir soit un disque tournant dans une direction.

John Rennie

Fondamentalement, un double de Pourquoi toutes les planètes du système solaire orbitent-elles à peu près dans le même plan 2D? en ce sens que la mécanique orbitale est la même.

Qmécanicien ♦

Autres doublons possibles: physics.stackexchange.com/q/26083/2451 et leurs liens.

Réponses


 tfb

Eh bien, considérons des choses qui sont loin de l’horizon des événements: si elles sont suffisamment éloignées, nous pouvons simplement utiliser la gravité newtonienne et poser la question là-bas, ce qui sera plus facile.

La question révisée serait donc la suivante: des éléments autour de grandes masses centrales forment-ils très souvent un disque en gravité newtonienne, et si oui, pourquoi?

Et la réponse est oui, c’est le cas: le système solaire est un tas de choses en orbite autour d’une grande masse centrale, et il est très proche d’être un disque (avec de gros morceaux dedans, OK). Les anneaux de Saturne sont un cas encore meilleur. Les galaxies sont très souvent des disques (mais pas tout à fait la même chose, car il n’y a pas de masse centrale dominante).

Alors pourquoi? Eh bien, considérons un système où les choses sont en orbite dans toutes sortes de directions. Ces choses se percuteront de temps en temps, et assez souvent s’il y a beaucoup de petites choses, ou du gaz. Les configurations où les choses s’écroulent moins souvent seront plus stables, car les interactions qui modifient la configuration se produisent moins souvent. Les disques sont une telle configuration.

Peut-être existe-t-il des configurations plus stables que les disques? Eh bien, il y a une contrainte importante sur le système: il doit conserver l’élan angulaire. Et les disques sont à peu près la configuration unique qui conserve à la fois la quantité de mouvement angulaire et minimise le taux d’interaction. Vous obtenez donc des disques.

Donc, loin de l’horizon des événements, il y aura un disque (le système solaire serait toujours un disque si le soleil était un trou noir). Plus près de l’horizon des événements, vous devez utiliser GR, mais les mêmes considérations s’avèrent plus ou moins valables.

Cet argument contient un tas d’agitations et d’omissions: excuses pour cela. Je pense que c’est juste dans les grandes lignes.

 

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