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  • Vos questions sur les trous noirs et tous les mystères : univers parallèles, trous de vers, etc.
Vos questions sur les trous noirs et tous les mystères : univers parallèles, trous de vers, etc.
 #3106    par Pingouin
 lundi 8 janvier 2007 à 22:08
Quelqu'un pour m'expliquer ce qu'est l'entropie d'un trou noir ? Et la formule de hawking S=1/4A ? Mais alors si on pouvait éviter au maximum les calculs. Merci. Et si on peut pas les éviter dites moi d'aller me faire vo... :Y-17:

 #3117    par MIMATA
 mardi 9 janvier 2007 à 15:24
Il me semble que l'entropie, d'une manière générale, c'est la tendance qu'a la matière à s'organiser. L'entropie d'un trou noir serait donc sa capacité à organiser la matière et à ce que je sache, ça reste un mystère puisque nos calculs et la physique actuelle n'est pas en mesure de décrire l'organisation de la matière au sein d'un trou noir car les valeurs calculées sont infinies et donc les résultats ne parviennen pas à arrêter des valeurs.

Pour la formule, je passe...

 #3193    par quantique
 dimanche 14 janvier 2007 à 21:13
L'entropie est liée au seconde principe de la thermodynamique qui dit que tout système a naturellement tendance à aller vers le désordre : un oeuf se casse mais ne se reconstitue jamais, le vieillissement est peut être aussi un effet entropique : la tendance au désordre des particules constitutrices de nos cellules entrainerait à la longue la dénégérescence qui nous attend...

L'univers, dans son ensemble, tend donc vers un plus grand désordre ce qui n'empêche pas des systèmes ordonnés d'exister ci ou là (galaxies, étoiles, planètes, vie...), le tout est que le solde final tende bien vers plus de désordre.

Le problème du trou noir vient du fait qu'il est singularité, un point (et comme toute singularité, la censure cosmique interdit de le voir, ici par le fait que la lumière elle même ne peut s'en extraire).

En fait et bien qu'on puisse penser qu'un trou noir est très ordonné, c'est en fait l'objet qui présente la plus grande entropie (le plus grand désordre possible) ; toutefois, l'entropie, comme le reste a une unité minimale, Hawking et un autre physicien ont démontré que l'unité minimale d'entropie (désordre ultime en quelque sorte) tient dans un carré dont la longueur est la longueur de planck (et oui, encore !).

Mais, le plus surprenant est qu'il a été démontré que l'entropie d'un trou noir est proportionnelle à sa surface et non à son volume (donc à des carrés de planck mais pas des cubes de planck).

Cette découverte a rapidement laissé imaginer le scénario de l'univers holographique (un des plus récents) qui dit, en synthétisant, que tout l'univers tiendrait sur une surface plane et que notre univers 3D ne serait qu'une projection holographique 3D de cette surface.

Cette réduction de dimensions va à l'encontre de la théorie des cordes qui elle en veut plus mais la proportionnalité de l'entropie d'un trou noir avec sa surface 2D est bien troublante...
 #11632    par Vénus
 mercredi 27 avril 2011 à 11:36
L'entropie est liée au seconde principe de la thermodynamique qui dit que tout système a naturellement tendance à aller vers le désordre
Le phénomène d'entropie expliquerait-il le désordre ambiant de ma chambre?
 #17799    par bongo
 jeudi 17 mai 2012 à 09:52
Pour illustrer un peu la notion d'entropie, l'on peut considérer un système avec par exemple 2 particules, dont on regarde une propriété : le magnétisme. A l'échelle moléculaire, on voit que ces 2 particules peuvent être orientées soit : vers le haut ou vers le bas.

Ceci entraîne donc 4 possibilités :
- haut haut : globalement champ magnétique vers le haut
- haut bas : champ nul
- bas haut : champ nul
- bas bas : champ vers le bas

On voit que le système a 2 micro états donnant le macro état champ nul.

Si on augmente le nombre de particules, on verra que le champ nul est beaucoup plus représenté que les autres. En d'autres termes on parle d'entropie de la configuration du champ nul plus élevé.

On se figure bien que lorsque l'on laisse le système dans un état particulier, abandonné à lui-même, les fluctuations auront tendance à faire évoluer le système vers un état de champ nul, que vers un état où tout les moments magnétiques seraient alignés vers le haut. On dit que le système a son entropie qui évoluera vers l'entropie maximale.

C'est peut-être un peu abstrait, mais prenons l'exemple de Brian Greene dans "La Magie du Cosmos". On prend le livre de Tolstoï "Guerre et Paix" qui fait 1500 pages.

Si on lance les pages en l'air, il n'y a pratiquement aucune chance que les pages retombent dans l'ordre.
Il n'y a qu'un seul état où les pages sont dans l'ordre, et factoriel 1500, que les pages soient dans le désordre... L'état désordre a une entropie plus élevée que l'état ordonné.

Pour les connaisseurs, l'entropie se calcule selon la 3ème loi de Boltzmann :
S = k_B log Ω
Où Ω est le nombre de micro état donnant un macro état donné, et k_B est le constante éponyme. log est la fonction logarithme népérien.
 #17800    par bongo
 jeudi 17 mai 2012 à 09:56
Et pour compléter ce qu'a dit quantique, un trou noir peut être décrit par 3 grandeurs :
- sa masse
- son moment cinétique (comment il tourne)
- sa charge électrique

C'est le théorème de la chevelure du trou noir "Black Holes have no hair". Ces caractéristiques, bizarrement ressemble aux propriétés d'une particule (électron proton etc...).

Il se trouve qu'un trou noir d'une masse, moment cinétique et charge donné peut être fait d'un très grand nombre de façon très différentes. Ceci explique très probablement pourquoi l'entropie d'un trou noir est très très élevée.

Pour répondre à Vénus, effectivement ta chambre se trouve désordonnée, puisque son entropie évolue de sorte qu'elle augmente. Cependant, ceci n'est vrai que pour un système isolé. Dans un système non isolé, dès lors qu'il y a un flux d'énergie, l'entropie peut diminuer. Ce flux d'énergie c'est toi qui va ranger ta chambre ;)