Notion d'Horizon de Gravitation
démontrant la non-existence des singularités gravitationnelles des trous noirs en appliquant correctement l'équation de Newton sur la loi universelle de la gravitation
Si au centre de gravité d'un corps, la gravité est infinie, nous avons donc une singularité gravitationnelle au centre de notre planète et donc cette force de gravité infinie doit forcément créer un trou noir. Et cela, en ne faisant qu'appliquer les mathématiques avec l'équation de Newton, il n'y a aucun doute. Or, je pense que tout le monde sera d'accord avec moi qu'il n'y a pas de trou noir au centre de notre planète tout comme au centre de gravité de TOUS LES CORPS DE L'UNIVERS.
Il y aurait une force infinie au cœur des trous noirs ? Qui dit force infinie dit énergie infinie. Etant donné que l'énergie de l'Univers n'est pas infinie et que l'énergie se conserve ( elle ne fait que changer de forme ), il n'y a pas de « création » de force infinie au centre des trous noirs et par conséquent, pas de singularité. D'une manière générale, il n'y a jamais de création d'énergie à propement parler ( seulement des changements de FORMES d'énergie ), cela contredit l'existence des singularités gravitationnelles.
On pense que la matière absorbée par les trous noirs est « envoyée » d'un « autre côté » de l'Univers et qu'elle est éjectée par ce qu'on nomme des « trous blancs » ou « fontaines ». On peut voir un descriptif ici : Les trous blancs, fontaines à matière. Or, comme le souligne cet article, aucun trou blanc n'a jamais été observé. On peut voir les trous noirs qui sont les objets les plus sombres de l'Univers mais pas des trous blancs qui feraient certainement partie des phénomènes les plus visibles ? On a encore une contradiction. ( Notons que certains scientifiques ne croient pas à l'existence des trous blancs. )
Dans l'émission « Les clés de l'Univers » ( saison 7, épisode 6/10 ), un scientifique a déclaré « Quand on se retrouve face à une singularité, on en déduit que l'on ne comprend pas tout. » et je suis tout à fait d'accord avec lui. Mais pourquoi n'a-t'il jamais pensé à remettre en cause l'existence des singularités au centre des trous noirs... ? La curiosité est le moteur de la Science et la remise en cause de ses acquis permet de la faire progresser efficacement, tout comme Einstein l'a fait lui-même avec la Relativité.
Etudions le calcul de la force de gravité avec l'équation de Newton :
L'application des formules mathématiques au monde réel nécessite parfois des « adaptations ». Les mathématiques utilisent des notions qui n'existent pas forcément dans le monde réel. Par exemple, les points qui n'ont aucune dimension mais que les scientifiques n'hésitent pas à doter d'une masse.. J'en reparlerai plus bas dans ce document car c'est un point ( sans jeu de mots ) essentiel dans cette étude car il s'agit d'une première interprétation ( sous forme d'une simplification mathématique ) qui a des « effets de bord ».
La formule de Newton permet de calculer la force de gravité subie mutuellement par 2 POINTS ( sans dimensions... ) de masses respectives m1 et m2 séparés d'une distance d. Outre le fait que dans le monde réel, les points n'ont pas d'existence ( et donc pas de masse... ), on a encore une fois une interprétation : Il s'agit de la valeur de d. Considérant que les corps ont une dimension, la valeur de d est définie par la distance séparant les centres de gravité des 2 corps. Pourquoi nous réduisons la force de gravité à une force unique dirigée vers UN point ( le centre de gravité ) est facile à comprendre. La force de gravité est causée par l'ensemble du corps. Chaque « partie » de ce corps produit sa propre force de gravité. La somme de toutes ses forces aboutit à la force de gravité calculée en ne considérant qu'une force de gravité produite UNIQUEMENT par le centre de gravité. Donc, on a bien un calcul correct même si on considère que le corps se réduit à un simple point sans dimensions et où toute la masse du corps s'y concentre (sic). Il ne semble a priori ne pas y avoir de problème avec cette méthode de calcul. Et puis, cela simplifie beaucoup les calculs. Donc, cette méthode de calcul fonctionne dans la plupart des cas. Mais cela signifie-t'il qu'elle fonctionne dans tous les cas ? Réduire l'application d'une équation aux cas les plus généraux éclipse tous les autres cas. Il faut JAMAIS les négliger car souvent les conséquences ne sont pas négligeables...
Cette simplification de l'application de la formule de Newton est-elle applicable dans tous les cas ? Prenons l'exemple d'une sonde entrant dans l'atmosphère d'une planète géante gazeuse comme Saturne. Après son entrée dans l'atmosphère, la sonde doit subir une force de gravité opposée de la part de la couche d'atmosphère qu'elle a traversé et donc il faut prendre en compte cette force dans le calcul de la force de gravité que subi la sonde pour pouvoir contrôler efficacement sa trajectoire. Au fur et à mesure que la sonde tombe sur Saturne, cette force de gravité qui la freine ne fait qu'accroître. Est-ce que cette force est prise en compte pour gérer l'approche des corps planétaires ? J'en doute fortement. Son intensité reste négligeable dans le cadre des missions spatiales actuelles. L'effet du frottement atmosphérique sur une courte distance ( vers le sol ) est bien plus important. Et sur la Lune où l'atmosphère est insignifiante, l'effet ce cette force est négligeable. Mais en ce qui concerne l'intérieur d'un corps massif ( comme un trou noir ), on doit prendre en compte cette force car dans ce cas elle est loin d'être négligeable et permet de démontrer l'existence ou non d'une singularité gravitationnelle.
On peut aussi noter les « irrégularités du champ de gravité » de l'atterrisseur Philae de la sonde Rosetta ( Wikipedia ) dues essentiellement à la forme de cacahuète de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko qui montre que l'on ne doit pas considérer le centre de gravité comme étant seul à l'origine de la force de gravité. On se retrouve devant un cas d'exploration spatiale où en réduisant la force de gravité à un point unique a conduit à des problèmes de maîtrise de trajectoire.
Considérant toutes ses remarques, on peut maintenant passer aux démonstrations.
Remarques :
- Les « animations » ci-dessous ne font que représenter des forces de gravité à des positions données et non des mouvements créés par les forces de gravité en jeu. En clair, les « déplacements » que l'on voit ne sont qu'une succession d'emplacements non liés à l'écoulement du temps. Le temps n'est pas un paramètre pris en compte car cela n'est pas l'objet de cette étude.
- Une force de gravité est une force réciproque entre 2 ou plusieurs corps. Quand un corps A subit une force de gravité d'un corps B, le corps B subit la même force ( en sens opposé ) de la part du corps A. Dans cette étude, je ne prends en compte qu'une de ces forces. Le but étant de calculer la force de gravité d'un corps massif ( de type trou noir par exemple ) sur un corps relativement bien plus petit, la force de ce dernier corps n'a qu'une influence infinitésimale sur le corps massif et cela permet de simplifier les calculs et la compréhension.
Basculement
Gravité
Gravité nulle
La simulation correspond à la méthode habituelle de calcul d'une force de gravité, à savoir : La force de gravité se dirige vers le centre de gravité G et elle augmente jusqu'à devenir infinie lorsque le point A se trouve à l'emplacement de ce centre de gravité.
Regardons maintenant ce qu'il se passe lorsqu'on a 2 points B1 et B2.
Gravité
Gravité nulle
On a encore une fois simplement appliqué le calcul de la manière habituelle : Aucune surprise, la force de gravité devient bien infinie lorsque le point A se trouve au centre de gravité G de ce système à 2 points.
Cessons maintenant de parler de POINTS car dans le monde réel, ce sont des CORPS qui ont tous des dimensions non nulles et leur propre masse ( et donc leur propre centre de gravité, respectivement G1 et G2 ) et voyons ce qu'il se passe lorsque le corps A se trouve près de ces 2 corps. ( Note : Le centre de gravité G reste un point bien sûr. )
Appliquons encore une fois la formule de Newton en considérant que le corps A subit l'attraction des 2 corps B1 et B2. Rien d'incorrect puisqu'on applique à la lettre la formule de Newton. Voyons ce qu'il se passe.
Gravité
Gravité nulle
On voit que les choses ne se passent pas comme prévu. La gravité augmente bien lorsque le corps A se rapproche du centre de gravité G de ce système à 2 corps. Cependant, en se rapprochant, comme le corps A subit simultanément les forces de gravité des 2 corps, à partir d'une position, ces 2 forces s'opposent jusqu'à s'annuler lorsque le corps A se trouve exactement au centre de gravité G. On a donc un point de basculement de la force de gravité à une certaine distance d.
Au lieu d'avoir une force de gravité infinie, on a une force de gravité NULLE au centre de gravité de ce système. Et tout ça en ne faisant qu'appliquer la formule de Newton.
Allons plus loin dans cette démonstration en considérant maintenant 4 corps disposés à la surface d'un astre ( une planète ou un trou noir par exemple ) :
Gravité
Gravité nulle
Encore une fois nous pouvons constater qu'à partir d'une position ( que je nomme « basculement » ), la gravité décroît et qu'elle finit par s'annuler au centre de gravité.
Comme je l'ai écrit plus haut, simplifier des calculs en considérant que la force de gravité d'un corps s'applique uniquement au centre de gravité et que TOUTE LA MASSE de ce corps est concentrée en ce POINT est trompeur. Nous devons considérer que l'attraction du corps A se fait avec CHAQUE PARTIE de ce système.
Pour que la simulation soit la plus fidèle possible à la réalité, il faut donc l'appliquer à CHAQUE PARTIE du corps attractif. Et il faut aussi que chacune de ces « parties » soient les plus petites possibles pour qu'elles soient plus nombreuses. Pour la simulation suivante, j'ai donc utilisé un maximum de ces « parties » mais pas trop pour que cette simulation soit suffisamment précise, fidèle à la réalité tout en étant pas trop lente.
Gravité
Gravité nulle
Cette dernière simulation me semble suffisamment représentative.
Elle permet aussi de voir que le basculement se fait à la surface de l'objet attractif. J'appelle cette limite l'horizon de gravitation. ( Peut-on le confondre avec l'horizon des événements des trous noirs ? )
Il est maintenant temps de faire la conclusion de cette étude :
- La gravité provoquée par un corps augmente lorsque l'on s'en approche. Elle atteint un maximum à une position que j'appelle horizon de gravitation. Pour un corps sphérique et homogène, l'horizon de gravitation se confond avec sa surface. En deçà de cet horizon, la gravité décroît progressivement jusqu'à s'annuler brusquement au centre de gravité.
- La gravité étant nulle aux centres de gravité de TOUS LES CORPS ( y compris les trous noirs ), il n'existe aucune singularité gravitationnelle dans notre univers.
- L'absence de toutes singularités gravitationnelles invalide l'existence des « trous blancs » ou « fontaines » ainsi que des trous de vers soi-disant créés par les trous noirs. Il est donc impossible de « traverser » l'Univers en empruntant un passage imaginaire au sein des trous noirs.
- Einstein avait tort en ne voulant pas croire à l'existence des trous noirs mais il avait soulevé une incohérence avec la loi de Newton. Malheureusement, il n'a pas cherché à expliquer l'origine de cette incohérence.
- Quant au reste de la communauté scientifique ( Sauf Jean-Pierre Petit, voir ci-dessous les liens intéressants à visiter ), elle aussi n'a pas cherché à expliquer l'existence de cette incohérence qui pose problème dans certains cas cités plus haut dans cette étude.
Remarque :
On peut faire un parallèle avec le phénomène des cyclones. Plus on s'approche de l'œil du cyclone, plus la vitesse de rotation augmente pour s'annuler brusquement en son centre comme on peut le voir ci-dessous. Si l'on considère simplement que la vitesse s'accroît lorsqu'on se rapproche du centre, on devrait en conclure que la vitesse devient infinie en son centre. « Infinie » signifie aussi : plus vite que la lumière et cela est impossible tout comme une gravité infinie.
Crédits : ec.gc.ca
Je vous encourage à diffuser ce document car je pense qu'il a un certain intérêt non seulement pour l'information qu'il contient mais aussi pour inciter la communauté scientifique à revoir l'application des théories scientifiques au monde réel.
Liens intéressants à visiter :
- J'ai réalisé d'autres pages concernant des sujets qui se rapportent à l'informatique, l'Intelligence Artificielle, les jeux, etc... La page de présentation se trouve ici : Education
-
La chaîne YouTube de Jean-Pierre PETIT
Remarque importante :
Juste après avoir publié cette page, j'ai découvert que Jean-Pierre PETIT ( Subissant différentes formes de censure surtout en France ) avait déjà réalisé une étude sur la non-existence des singularités des trous noirs ! Il a d'ailleurs réalisé la vidéo suivante : JANUS 22-8 : Démonstration de l'inexistence de la singularité centrale Il a aussi publié un article sur ResearchGate : Cancellation of the central singularity of the Schwarzschild solution with natural mass inversion process
Je pensais être le premier à démontrer la non-existence des singularités au sein des trous noirs. Mes recherches n'avaient pas été assez approfondies.. Pas grave car je pense que ma démonstration est plus compréhensible pour le commun des mortels notamment grâce à l'utilisation de graphiques animés. Et personnellement, je trouve qu'inventer une notion ( purement théorique ) de masse négative est trop spéculatif, peu crédible et surtout que cela est inutile comme le démontre mon étude.
- La chaîne YouTube de David Louapre : ScienceEtonnante
- La chaîne YouTube d'Alessandro Roussel : ScienceClic
- La chaîne YouTube d' Aurélien Barrau
- La chaîne YouTube de Hugo Lisoir
- La chaîne YouTube du « Frenchy Nomad » alsacien : Planète RAW