Horizon des évènements

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche

En relativité restreinte et en relativité générale, l'horizon des évènements est constitué par la limite éventuelle de la région qui peut être influencée dans le futur par un observateur situé en un endroit donné à une époque donnée. On peut définir l'horizon des évènements par les rayons de lumière qui ne vont jamais tomber dans le trou noir, mais ne vont jamais s'échapper de sa force gravitationnelle non plus. L'horizon peut aussi être défini par la limite où la vitesse de libération est supérieure à la vitesse de la lumière.

L'horizon des évènements est le pendant de l'horizon des particules qui détermine la limite éventuelle de la région passée susceptible d'influencer un point donné à une époque donnée.

L'horizon n'est pas un objet tangible, donc en se dirigeant vers un trou noir, on ne se rendrait pas compte du moment où on le traverse.

Propriétés[modifier | modifier le code]

Les rayons de lumière qui définissent l'horizon des évènements doivent voyager parallèlement l'un à l'autre. S'ils ne voyageaient pas de cette façon, il y aurait finalement une collision entre les rayons de lumière, et ils tomberaient donc dans le trou noir. Si un rayon de lumière tombe dans le trou noir, il n'était donc pas sur l'horizon des évènements. Ceci veut dire que l'aire de l'horizon des évènements ne peut jamais devenir plus petite. L'aire de la surface peut rester de la même taille, ou devenir plus grande. Ceci est le cas si de la matière ou de la radiation tombe dans un trou noir.

alternative textuelle
Simulation du comportement d'un rayon lumineux bleu à l'approche d'un trou noir (non visible). À mesure de son approche se produit un effet de dilatation du temps. À cause de cet effet, la longueur d'onde de la lumière augmente, et la couleur de la lumière passe progressivement du bleu au rouge, en passant par toutes les couleurs ou longueurs d'onde intermédiaires.

Effets de l'horizon sur la lumière[modifier | modifier le code]

Près d'un trou noir, les effets de la dilatation du temps sont considérables. À cause de cet effet, la fréquence des rayons de lumière va devenir plus basse, ce qui a pour effet d'allonger les longueurs d'onde. Ce décalage vers les longueurs d'onde plus grandes, nommé redshift gravitationnel, peut être calculé avec cette formule (pour un observateur très éloigné) :

Où la variable est la distance au centre du trou noir, la constante gravitationnelle, la masse du trou noir et la vitesse de la lumière. est le rayon de Schwarzschild du trou noir, c'est-à-dire le rayon de l'horizon.

L'énergie de la lumière baissant avec sa fréquence, l'onde lumineuse devient de plus en plus indétectable à mesure qu'elle s'approche de l'horizon et nulle à l'horizon. Un observateur extérieur au trou noir ne peut jamais observer le franchissement de l'horizon par la lumière.

Le rayon de l'horizon[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Rayon de Schwarzschild.

Le rayon de l'horizon d'un trou noir se mesure du centre de la singularité à l'horizon des évènements. Pour calculer le rayon, on peut comparer l'énergie cinétique et l'énergie gravitationnelle :

L'égalité donne :

d'où :

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]