{"id":3094,"date":"2024-11-20T10:01:02","date_gmt":"2024-11-20T09:01:02","guid":{"rendered":"https:\/\/vous-avez-dit-bigbang.fr\/?page_id=3094"},"modified":"2024-11-20T10:01:02","modified_gmt":"2024-11-20T09:01:02","slug":"le-procede-de-penrose-et-lassistance-gravitationnelle-16-11-24","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/vous-avez-dit-bigbang.fr\/?page_id=3094","title":{"rendered":"Le proc\u00e9d\u00e9 de Penrose et l\u2019assistance gravitationnelle 16\/11\/24"},"content":{"rendered":"\n<h1 class=\"wp-block-heading\">Assistance gravitationnelle par les plan\u00e8tes<\/h1>\n\n\n\n<p>On utilise l\u2019assistance gravitationnelle (qui modifie le moment angulaire des plan\u00e8tes utilis\u00e9es dans cet assistance) dans notre syst\u00e8me solaire, dans son r\u00e9f\u00e9rentiel, pour am\u00e9liorer, tr\u00e8s sensiblement, les performances d\u2019une mission astronautique dans le syst\u00e8me solaire.<\/p>\n\n\n\n<p>Le gain en vitesse soit en positif soit en n\u00e9gatif, selon les besoins, se chiffre en km\/s. Il est en g\u00e9n\u00e9ral inf\u00e9rieur \u00e0 10km\/s. C\u2019est tr\u00e8s appr\u00e9ciable et appr\u00e9ci\u00e9 pour ces missions dans le syst\u00e8me solaire.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Assistance gravitationnelle par les trous noirs de Kerr<\/h2>\n\n\n\n<p>Mais, on peut se demander, si ce m\u00eame principe, en invoquant d\u2019autres corps astrophysiques, pourrait fournir des variations de vitesses plus consid\u00e9rables qui pourraient permettre des voyages interstellaires.<\/p>\n\n\n\n<p>Les trous noirs en rotation font partie de ces candidats.<\/p>\n\n\n\n<p>Bien entendu, nous ne disposons pas de trou noir \u00e0 proximit\u00e9 et une premi\u00e8re \u00e9tape serait de s\u2019en approcher avec des moyens plus conventionnels.<\/p>\n\n\n\n<p>Par ailleurs nous \u00e9luderons les probl\u00e8mes physiologiques, sur des astronautes, d\u2019une variation de vitesse importante brutale.<\/p>\n\n\n\n<p>Aussi, dans un premier temps nous consid\u00e9rerons cela comme une exp\u00e9rience de pens\u00e9e destin\u00e9e \u00e0 \u00e9valuer l\u2019ampleur du ph\u00e9nom\u00e8ne dans ces conditions.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Exp\u00e9rience de pens\u00e9e<\/h2>\n\n\n\n<p>Le processus de Penrose, a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 par Penrose, pour extraire de l\u2019\u00e9nergie, d\u2019un trou noir en rotation. Mais il peut aussi r\u00e9aliser cette assistance puisque l\u2019\u00e9nergie (de rotation pr\u00e9lev\u00e9e au trou noir) se retrouve sous forme d\u2019\u00e9nergie \u00ab&nbsp;cin\u00e9tique&nbsp;\u00bb lors du retour au point de d\u00e9part. Pour \u00e9valuer cette \u00e9nergie cin\u00e9tique, il faut utiliser les \u00e9quations de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale.<br><br>Le m\u00e9canisme, (qui montre que c\u2019est parce qu\u2019il existe des g\u00e9od\u00e9siques \u00e0 \u00e9nergie n\u00e9gative, du fait que le tenseur de Killing associ\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9nergie est de type espace dans l\u2019ergosph\u00e8re) , est bien expliqu\u00e9 dans:<br><br><a href=\"https:\/\/preposterousuniverse.com\/wp-content\/uploads\/grnotes-seven.pdf\">https:\/\/preposterousuniverse.com\/wp-\u2026otes-seven.pdf<\/a><br>pages 212-214; eq 7.136 \u00e0 7.141.<br><br>Le r\u00e9sultat significatif est donn\u00e9 par les \u00e9quations 7.140 : E0 = E1+E2<br><br>et 7.141 : E1 &gt;E0<br><br>O\u00f9 E0 est l\u2019\u00e9nergie \u00ab&nbsp;totale&nbsp;\u00bb de la navette avec son chargement au d\u00e9part, compos\u00e9e de l\u2019\u00e9nergie de la navette E1 + l\u2019\u00e9nergie du chargement = E2. Elle est conserv\u00e9e sur la g\u00e9od\u00e9sique.<br><br>Comme lors de l\u2019\u00e9jection du chargement le 4-moment&nbsp;<strong>p<\/strong>&nbsp;est conserv\u00e9 ce qui implique que la relation 7.140 est respect\u00e9e, mais cette fois, avec E2 &lt; 0, cela implique 7.141: E1 &gt;E0.<br><br>La navette, sans son chargement, a plus d\u2019\u00e9nergie que la navette avec son chargement au retour.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Des r\u00e9sultats stup\u00e9fiants<\/h2>\n\n\n\n<p>Pour donner des r\u00e9sultats concrets, prenons un exemple o\u00f9 la charge utile est de 1%, ce qui est un cas classique pour des fus\u00e9es, pour des mises en orbite stationnaires (par exemple Ariane 6-C2).<br>Comme en relativit\u00e9 l\u2019\u00e9nergie inclut l\u2019\u00e9nergie de masse, en utilisant le facteur de Lorentz, on d\u00e9duit que la vitesse au retour, dans le r\u00e9f\u00e9rentiel de d\u00e9part qui est aussi celui du retour, est de 0.99995 x c.<br>Comme le facteur de dilatation temporelle est de 100, cela prendrait moins de 15 jours du temps d\u2019un astronaute pour se rendre \u00e0 Proxima du Centaure (ce qui correspond \u00e0 environ 4 ans sur Terre).<br><br>L\u2019id\u00e9e c\u2019est que les trous noirs (g\u00e9n\u00e9ralement, en rotation) qu\u2019on consid\u00e8re comme des mal\u00e9dictions sont (entre autres) d\u2019\u00e9normes r\u00e9servoirs d\u2019\u00e9nergie libre (utilisable) dans l\u2019univers.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Une piste pour les futurs voyages interstellaires?<\/h2>\n\n\n\n<p>De nombreux probl\u00e8mes seraient \u00e0 r\u00e9soudre:<\/p>\n\n\n\n<p>Le voyage dans l\u2019univers, qui n\u2019est pas vide, \u00e0 une telle vitesse, fait que le moindre m\u00e9t\u00e9orite poss\u00e8de une \u00e9nergie cin\u00e9tique, vis \u00e0 vis de la fus\u00e9e, qui la d\u00e9truirait certainement. Notons que ceci n\u2019est pas li\u00e9 \u00e0 la mani\u00e8re dont on conf\u00e8re cette vitesse mais \u00e0 la vitesse elle-m\u00eame.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans un voyage interstellaire utilitaire (pour se rendre d\u2019un point \u00e0 un autre) , il y a une arriv\u00e9e dans un syst\u00e8me plan\u00e9taire dans lequel la vitesse doit s\u2019annuler.<\/p>\n\n\n\n<p>Pour ce faire il faudrait aussi disposer d\u2019un trou noir de Kerr \u00e0 proximit\u00e9 de l\u2019arriv\u00e9e et l\u2019utiliser de mani\u00e8re \u00ab&nbsp;sym\u00e9trique&nbsp;\u00bb \u00e0 celui du d\u00e9part, en l\u2019utilisant pour se ralentir. On transf\u00e8re son \u00e9nergie cin\u00e9tique au trou noir, ce qui l\u2019acc\u00e9l\u00e8re au lieu de le ralentir.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Pourquoi pas un trou de ver?<\/h2>\n\n\n\n<p>La partie principale de voyage se fait de trou noir \u00e0 trou noir, on peut alors se demander s\u2019il n\u2019existe pas un \u00ab&nbsp;trou de ver&nbsp;\u00bb les reliant, le probl\u00e8me \u00e9tant d\u2019une part de s\u00e9lectionner celui qui conviendrait et d\u2019autre part que ces trous de ver existent bien pour des trous noirs physiques (non \u00e9ternels).<\/p>\n\n\n\n<p>En effet, si la solution, relative \u00e0 un trou noir \u00e9ternel pr\u00e9voit la possibilit\u00e9 de trous de ver, l\u2019\u00e9tude de la formation d\u2019un trou de noir physique, tel que celui r\u00e9sultant de l\u2019effondrement d\u2019une supernova gravitationnelle, montre que si l\u2019ergosph\u00e8re, et l\u2019horizon externe, ont un caract\u00e8re physique.<\/p>\n\n\n\n<p>En effet, on peut faire des v\u00e9rifications exp\u00e9rimentales, on peut entrer dans l\u2019ergosph\u00e8re, \u00e9tudier ces effets et en ressortir, quant \u00e0 l\u2019horizon externe, si on ne peut pas voir ce qu\u2019il y a \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur, on peut constater son effet de membrane unidirectionnelle: si quelque chose peut y entrer, rien n\u2019en sort.<\/p>\n\n\n\n<p>Il nous isole de la singularit\u00e9 \u00e9ventuelle.<\/p>\n\n\n\n<p>La formation de l\u2019horizon externe et de l\u2019ergosph\u00e8re, r\u00e9sultant d\u2019un ph\u00e9nom\u00e8ne stable elle ne n\u00e9cessite pas de sym\u00e9trie parfaite.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Le probl\u00e8me du trou de ver<\/h2>\n\n\n\n<p>Par contre, l\u2019\u00e9tude de la formation de l\u2019horizon interne montre que cela suppose une sym\u00e9trie parfaite!<\/p>\n\n\n\n<p>Ceci est impossible en physique du moins dans l\u2019univers tel qu\u2019on le d\u00e9crit et, par ailleurs, comme le processus de formation (qui prend un temps infini) n\u2019est pas achev\u00e9, pour un trou noir non \u00e9ternel, ces horizons ne sont pas des hypersurfaces infiniment minces.<\/p>\n\n\n\n<p>Si cela n\u2019ob\u00e8re pas fondamentalement la ph\u00e9nom\u00e9nologie, comme des th\u00e9or\u00e8mes de Penrose l\u2019ont montr\u00e9 (en particulier pour l\u2019horizon externe pour lequel une r\u00e9gion \u00ab&nbsp;pi\u00e9geante&nbsp;\u00bb se forme \u00e0 partir d\u2019un certain stade de l\u2019effondrement) pour l\u2019horizon externe et l\u2019ergosph\u00e8re, ceci compromet la formation de l\u2019horizon interne qu\u2019il faudrait traverser pour aller vers d\u2019autres univers (trous de ver).<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Comment g\u00e9rer l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration (et la d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration)<\/h2>\n\n\n\n<p>L\u2019exemple donn\u00e9, pour le boost g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par le trou noir de Kerr, montre que le voyageur passerait d\u2019un \u00e9tat \u00ab&nbsp;g\u00e9od\u00e9sique&nbsp;\u00bb o\u00f9, aucune contrainte \u00e0 l\u2019exception d\u2019un effet de mar\u00e9e, n\u2019est ressentie \u00e0 une vitesse proche de celle de la lumi\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n<p>Cela n\u2019est pas instantan\u00e9, et le temps du processus et sa typologie importe.<\/p>\n\n\n\n<p>On peut raisonnablement supposer que la dur\u00e9e (le temps exprim\u00e9e dans les coordonn\u00e9es de Boyer-Lindquist, par exemple) est celle que met le chargement \u00e0 atteindre la \u00ab&nbsp;r\u00e9gion&nbsp;\u00bb centrale du trou noir.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Le devenir du chargement<\/h2>\n\n\n\n<p>Le probl\u00e8me est qu\u2019on ne sait pas tr\u00e8s bien ce que chargement (sans doute r\u00e9duit \u00e0 l\u2019\u00e9tat d\u2019atomes dispers\u00e9s par les effets de mar\u00e9e) va devenir, d\u2019une part par l\u2019incertitude que nous avons signal\u00e9e sur la nature de ce qui est \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de l\u2019horizon externe pour un trou noir physique et par ailleurs parce que, m\u00eame dans les \u00e9quations relatives au mod\u00e8le \u00e9ternel, la singularit\u00e9 en anneau \u00e9tant hautement r\u00e9pulsive on ne peut pas l\u2019atteindre.<\/p>\n\n\n\n<p>Le destin du chargement \u00e9ject\u00e9, d\u00e9pend des param\u00e8tres de la g\u00e9od\u00e9sique suivie.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Les trous noirs hypermassifs au secours de la solution?<\/h2>\n\n\n\n<p>Quoi qu\u2019il en soit, les trous noirs hypermassifs sont de bons candidats car m\u00eame au niveau de l\u2019horizon, l\u2019effet de mar\u00e9e est tr\u00e8s faible et l\u2019horizon \u00e9tant tr\u00e8s loin du \u00ab&nbsp;centre&nbsp;\u00bb, (des milliards de kilom\u00e8tres), c\u2019est surement l\u00e0 que le temps sera le plus long. A savoir, si cela suffisant pour pr\u00e9server le voyageur d\u2019acc\u00e9l\u00e9ration \u00e9normes qu\u2019il ne pourrait pas supporter.<\/p>\n\n\n\n<p>On voit qu\u2019il y a beaucoup d\u2019obstacles \u00e0 surmonter pour que ce type de voyage soit r\u00e9aliste et possible\u2026<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Assistance gravitationnelle par les plan\u00e8tes On utilise l\u2019assistance gravitationnelle (qui modifie le moment angulaire des plan\u00e8tes utilis\u00e9es dans cet assistance) dans notre syst\u00e8me solaire, dans son r\u00e9f\u00e9rentiel, pour am\u00e9liorer, tr\u00e8s sensiblement, les performances d\u2019une mission astronautique dans le syst\u00e8me solaire. 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