Un objet théorique peut-il exister tel que sa masse surmonte l’effondrement gravitationnel

Alexander Ivanov

Un objet théorique peut-il exister tel que sa masse surmonte l’effondrement gravitationnel


Un rêve éveillé l’autre jour m’a amené à me demander si « un univers rempli d’eau (ou de toute autre substance d’ailleurs), au lieu d’être principalement vide » pourrait exister dans les règles de notre univers actuel.

J’ai entrepris un voyage sur Google pour essayer de comprendre les choses moi-même, mais j’ai rapidement atteint les limites supérieures de ma compréhension de la physique.


Maintenant, je suis bien conscient qu’après un certain point, les objets s’effondrent sous la force de leur propre champ gravitationnel. Aussi quelque chose de quelque chose sur le rayon de Schwarzschild et 3 masses solaires.

Étendue à l’infini et par rapport à son rayon, la masse de l’objet a un taux de croissance cubique, tandis que la force de gravité diminue au taux carré (la loi de gravitation de Newton s’applique-t-elle ici?). Il est clair que la masse supplémentaire devrait dominer la décroissance gravitationnelle, conduisant finalement à un effondrement.

Je suppose que tout cela a à voir avec tous les points à l’intérieur de l’objet attirés les uns par les autres et qu’il y a un centre de la masse.

C’est là que la question d’origine entre en jeu – et si l’objet était si ridiculement grand, ou même mieux – infiniment grand, qu’il n’y avait pas un seul centre de masse.

Une « structure » comme celle-ci pourrait-elle tenir? Un autre objet flottant à l’intérieur sera-t-il en apesanteur alors qu’il est tiré avec une force égale dans toutes les directions? Quels effets relativistes étranges résulteraient du fait que même si la traction s’annule, elle exerce toujours une force infinie?

Jim

L’instabilité des jeans présente un intérêt connexe et vous pouvez être intéressé par la page wiki suivante en.wikipedia.org/wiki/Jeans_instability Semble suggérer qu’une masse suffisamment grande de gaz répartie sur une région est instable et provoque l’effondrement de « petites régions surdenses » à la fragmentation du nuage moléculaire géant  »

Réponses


 Kyle Oman

Un « univers plein d’eau » infini est en fait très proche de la façon dont l’univers réel est généralement modélisé, sauf qu’au lieu de l’eau, c’est le bon mélange de matière ordinaire, de matière noire, de rayonnement, de courbure et de constante cosmologique. À grande échelle, il est raisonnable de supposer que la densité de chaque composant est partout égale à un moment donné. Et en effet, en fonction de la densité que vous mettez, l’univers peut s’étendre pour toujours, ou bien reculer pour une densité suffisamment élevée. La densité pour le cas limite où l’univers évite à peine le recul est appelée la «  densité critique  » (le reste de cet article est également intéressant dans le contexte de cette question, bien que je fasse un lien vers une section particulière).

Je n’entrerai pas dans plus de détails ici car c’est un sujet standard dans n’importe quel cours de cosmologie, donc il est couvert en détail dans divers livres et articles. Les mots-clés que vous voulez sont «densité critique (de l’univers)», «équations de Friedmann» et «métrique de Friedmann-Robertson-Lemaitre-Walker (FRLW)» – pour ce dernier, notez que l’ordre des noms change souvent en fonction de l’auteur, ou parfois un ou deux sont omis.

Soit dit en passant, il n’y a pas de «centre de masse» mondial, comme une recherche de questions sur le centre de l’Univers sur ce site devrait le révéler en détail.

 

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