Etat macroscopique = moyenne Statistique d`états

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Microétats de trous noirs, où comment
faire mousser son espace-temps
Clément Ruef
Journée des thèses
25 Novembre 08
Microétats de trous noirs, où comment
faire mousser son espace-temps
I. Introduction: enjeux des trous noirs
II. L’“hypothèse de la boule bizarre”
III. Construction de microétats à bulles
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
I. Introduction: enjeux des trous
noirs
Ce qu’on ne comprend pas (et qu’on aimerait bien comprendre):
•Singularité
•Entropie
•Perte d’information
?
Problèmes très liés, mais différents
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
I. Introduction: enjeux des trous noirs
Qu’est-ce qu’un trou noir?
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
I. Introduction: enjeux des trous noirs
Entropie des trous noirs
Classiquement, l’entropie d’un trou noir est
proportionnel à l’aire de son horizon:
Mais seulement un unique
état!
Statistiquement, eS états
90
10
M=Mcentre galaxie
e
états!
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
I. Introduction: enjeux des trous noirs
Entropie des trous noirs
Classiquement, l’entropie d’un trou noir est
proportionnel à l’aire de son horizon:
Mais seulement un unique
état!
Statistiquement, eS états
90
10
M=Mcentre galaxie
e
états!
1 vs
90
10
e
: ENORME
Microétats de trous noirs
DIFFERENCE!
Journée des thèses
I. Introduction: enjeux des trous noirs
Compter les états
Strominger et Vafa:
ont comptés le nombre d’états
liés D1-D5-P dans le
régime gs ! 0.
Protégés par la SUSY
gs=0
Ca marche!
Smicro=SBH
Régime
d’existenc
e du trou
noir
gs!1
Régime de
configuration
cordes-branes
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Qu’est-ce qu’un
microétat de trou noir?
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Analogie avec la thermodynamique
Deux descriptions:
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Analogie avec la thermodynamique
Deux descriptions:
Macroscopique:
– Continue
– Thermodynamique
– Pour les effets à
grande échelle
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Analogie avec la thermodynamique
Deux descriptions:
Macroscopique:
– Continue
– Thermodynamique
– Pour les effets à
grande échelle
Microétats de trous noirs
Microscopique:
– Quantifiée
– Mécanique
statistique/quantique
– Pour les effets à
petite échelle
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Analogie avec la thermodynamique
Deux descriptions:
Macroscopique:
– Continue
– Thermodynamique
– Pour les effets à
grande échelle
Microscopique:
– Quantifiée
– Mécanique
statistique/quantique
– Pour les effets à
petite échelle
Etat macroscopique = moyenne
Statistique d’états microscopiques
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Retour aux trous noirs
Deux descriptions ?
Macroscopique:
– Continue
– Thermodynamique
des trous noirs
– Pour les effets à
grande échelle
(diffusion
gravitationnelle…)
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Retour aux trous noirs
Deux descriptions ?
Macroscopique:
– Continue
– Thermodynamique
des trous noirs
– Pour les effets à
grande échelle
(diffusion
gravitationnelle…)
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
?
II. L’hypothèse de boule bizarre
Caractéristiques générales
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
II. L’hypothèse de boule bizarre
Caractéristiques générales
• Etat macroscopique = moyenne statistique
d’états microscopiques
Microétats de trous noirs
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II. L’hypothèse de boule bizarre
Caractéristiques générales
• Etat macroscopique = moyenne statistique
d’états microscopiques
• Même comportement à longue portée que le
TN
Microétats de trous noirs
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II. L’hypothèse de boule bizarre
Caractéristiques générales
• Etat macroscopique = moyenne statistique
d’états microscopiques
• Même comportement à longue portée que le
TN
• Horizon=Entropie
pas d’horizon
Modification à l’échelle de l’horizon!
Microétats de trous noirs
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II. L’hypothèse de boule bizarre
Caractéristiques générales
Effets de gravité
quantique à lp ?
Effets de gravité
quantique à N lp !
QG
QG
Microétat de TN: configuration sans horizon avec le
même comportement asymptotique que le trou noir Mathur
Microétats de trous noirs
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II. L’hypothèse de boule bizarre
Résout tous les enjeux
• Explique l’entropie du TN
• Pas de singularité au centre
• Pas d’horizon
d’information
Microétats de trous noirs
aucune perte
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II. L’hypothèse de boule bizarre
?
Trou noir = superposition statistique de
geometries régulières, sans horizon
Microétats de trous noirs
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III. Construction de microétats à bulles
Espace externe: plat
topologie triviale
Microétats de trous noirs
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III. Construction de microétats à bulles
Espace externe: Espace Taub-NUT multicentrée
topologie non triviale
Microétats de trous noirs
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III. Construction de microétats à bulles
Charges dipolaires
flux magnetiques entre les centres
Maintient des bulles non triviales: espace-temps mousseux
Microétats de trous noirs
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III. Construction de microétats à bulles
Charges dipolaires
flux magnetiques entre les centres
Maintient des bulles non triviales: espace-temps mousseux
Génère les charges électriques vues à l’infini
Microétats de trous noirs
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III. Construction de microétats à bulles
Quelle image?
Image classique
Trou noir
Microétats de trous noirs
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III. Construction de microétats à bulles
Quelle image?
Microétat bizarre
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
III. Construction de microétats à bulles
Quelle image?
Microétat mousseux
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
Ce don’t je n’ai pas parlé
• Etude des propriétés physiques de
l’anneau noir
• Trous noirs non extrémaux et radiation
de Hawking
• Solutions profondes
• Augmentation de l’entropie par les
charges dipolaires Q ! Qeff
Microétats de trous noirs
Journée des thèses
Microétats de trous noirs
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