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Si un photon passe devant un trou noir, quelle est la taille minimale du trou noir qui capturera le photon et empêchera le photon de se mettre en orbite autour de la masse ? Existe-t-il des trous noirs qui ont un flux de photons en orbite ?
Il n'y a pas vraiment de taille minimale. Tous les trous noirs ont un horizon des événements duquel rien, même pas la lumière, ne peut s'échapper. Le rayon (Schwarzschild) de cet horizon des événements est de 3 km pour un trou noir d'une masse solaire et s'échelonne linéairement avec la masse. Il existe une région juste à l'extérieur de l'horizon des événements appelée la sphère des photons, à l'intérieur de laquelle la lumière peut brièvement orbiter autour du trou noir, mais pas de manière stable. Il s'envolera dans une autre direction ou en spirale dans le trou noir.
Vous pouvez consulter cette question de physique SE pour voir une dérivation du paramètre d'impact (le rayon effectif auquel la lumière sera absorbée) et vous verrez qu'il s'agit d'un petit facteur numérique ($sqrt{27/4}$ pour un trou noir non tournant) multiplié par le rayon de Schwarzschild (l'horizon des événements d'un trou noir non tournant), qui est en effet proportionnel à la masse du trou noir.