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Voir la version complète : La matière noire...


cassini
08/02/2006, 11h35
La grande partie de notre univers est occupée par cette mystérieuse matière noir, est ce qu'elle est chaude ou bien froide ?

La matière noire est-elle ‘’chaude’’?
De cette mystérieuse matière qui formerait la majeure partie de la masse de l’Univers on ne sait vraiment pas grand chose, si ce n’est qu’elle est sombre, ou noire. Elle n’émet aucune radiation, aucune lumière. La nature des particules qui la compose demeure une énigme. Des chercheurs britanniques pensent apporter une pierre importante à la connaissance de la matière noire en quantifiant une de ses propriétés : sa température. A en croire Gerry Gilmore et ses collègues, la matière noire est plutôt ‘’tiède’’ que ‘’froide’’.

Ces chercheurs de l’Institut d’astronomie de Cambridge ont étudié les mouvements d’une douzaine de galaxies naines situées aux franges de notre galaxie. Ils ont déduit la quantité de matière noire contenue dans ces galaxies –et nécessaire à leur cohésion- d’après leur vitesse de déplacement. Constat : cette quantité, environ 30 millions de fois la masse solaire, est similaire chez toutes ces galaxies. A partir de là, les chercheurs déduisent une vitesse de déplacement des particules de matière noire, 9 km/s, et une température, de l’ordre de 10.000°C.

Certains modèles théoriques ont au contraire prédit que la matière noire se déplaçait lentement et qu’elle était plutôt ‘’froide’’. Les travaux de l’équipe de Gilmore ont été soumis à la communauté des pairs en attendant d’être publiés dans une revue scientifiques.

C.D.
(07/02/06) Nouv.Obs

Thirga.ounevdhou
08/02/2006, 14h04
Très Impressionnant ce sujet !
La matière noire (ou matière sombre ou masse manquante) comme on l’appelle, est l’un des problèmes majeurs de l'astronomie aujourd'hui. La nature de cette matière "noire" est totalement inconnue. La matière lumineuse est la seule que nous voyons directement, mais cette matière semble représenter moins du dixième ou peut-être même à peine un centième de la masse de l'univers, tout le reste est de la matière noire.

Merci pour le sujet.

sindbad
09/02/2006, 00h14
Salut

Bonne initiative que d'en parler, apres un topic consacre a l'energie sombre (http://www.algerie-dz.com/forums/showthread.php?t=12688) (dark energie) un topic consacre a la matiere sombre ne peut etre que le bienvenu.


Energie sombre / Matiere sombre.
Hypothese toute recente, l'existence de l'energie sombre fut avance par les chercheurs pour expliquer l'apparente expansion acceleree de l'univers. Consideree comme propriete intrinseque de l'univers elle serait l'energie du vide. La matiere sombre (dark mater)quant a elle liee a un autre phenomene, les premiers indices de son existence remontent eux aux annees 30, grace aux travaux de Fritz Zwicky.

Dark matter, les premiers indices.
Zwicky, qui entreprit d'etudier le mouvement de galaxies situees dans l'amas Coma, decouvrit que celles ci se deplacaient a vitesses importantes les unes par rapport aux autres. Les resultats obtenus par Zwicky indiquait clairement que l'amas de Coma devait etre nettement plus massif pour pouvoir retenir ses galaxies en places. Mais l'unanimite a l'epoque etait de considerer les amas galactiques comme formations temporaires et qu'il n'etait nullement besoin de revoir la masse des amas galactiques a la hausse. A l'epoque, les travaux de Zwicky trouverent peu ou pas d'echo (a une exception pres) aupres de la comunaute des astronomes.

En quete de la masse manquante de l'univers.
Au tournant des annees 70s l'etude des amas revient au gout du jour avec la certitude cette fois que ceux ci sont bel et bien des structures stables, conduisant les astronomes a revoir a la hausse la masse des amas galactiques, sans pour autant comprendre l'origine et ni la nature de cette masse supplementaire.

A son tour l'etude du mouvement des etoiles au sein des galaxies trahissait la presence d'une matiere indetectable autre que par son effet gravitationnel. La question de savoir ou ete passee la masse manquante de l'univers etait desormais posee.


***
Nature et origines possibles de la matiere sombre.
Plusieurs hypotheses seront avancees au cours des annees pour expliquer la nature et l'origine de la matiere sombre, deux d'entre elles retiennent malgres tout l'attention par leur originalite: L'hypothese de la matiere non baryonique et l'hypothese de univers gemellaires.

La matiere non baryonique. baryons (http://fr.wikipedia.org/wiki/Baryon)
Le terme de matiere baryonique designe la matiere que nous connaissons et qui nous est familiere depuis ses formes les plus elementaires: Atomes, molecules jusqu'aux formes les plus complexes: roches, planetes, etoiles... ... et amas galactiques ! Ainsi le terme matiere non baryonique est en general utilise pour designer une matiere exotique qui nous est totalement inconnue.

L'argument en faveur de l'origine non baryonique
Les atomes qui constituent l'edifice de la matiere baryonique (aussi appelee matiere ordinaire) sont fabriques par les etoiles qui brulent hydrogene et helium pour leur fonctionnenement. Or, hydrogene et helium furent produits quelques temps apres la naissance de l'univers.

Selon les astrophysiciens, s'appuyant sur le model standard de cosmologie, si la matiere sombre etait d'origine baryonique on devrait alors observer de l'helium en plus importante quantite dans l'univers.

Hypothese des univers gemellaires.
Proposee par l'astrophysicien russe Andrei Sakharov durant les annee 60-70 elle fut reprise par la suite par d'autres et parmis eux l'astrophysicien francais Jean Pierre Petit. Cette hypothese stipule que notre univers possederait un jumeau qui interagirait avec le notre. La gravitation a l'interieur de cet univers jumeau aurait pour effet d'accelerer l'expansion de notre univers. L'hypothese des univers gemellaire (http://www.jp-petit.com/science/f200/sommaire_de_f200.htm) offre une alternative a l'hypothese de l'existence d'une masse manquante.

Evolution de l'univers.
Matiere ordinaire, matiere sombre et energie sombre etant l'essentiel de ce qui constitue notre univers leur proportion relative contribue a faconner la forme que prendra l'evolution de celui ci (http://wwwlapp.in2p3.fr/~taillet/dossier_matiere_noire/matiere_noire3b.php#geometrie). Les recents calculs donnent Energie sombre ~ 73% Matiere sombre ~ 23 % Matiere ordinaire ~ 4% !

Les milliards de galaxies et les centaines de milliards d'etoiles qu'elles contiennent ne constitueraient que 4% de notre univers !


Wikipedia:http://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire
Dossiers:http://wwwlapp.in2p3.fr/~taillet/dossier_matiere_noire/matiere_noire.php

a+

absent
09/02/2006, 00h27
Merci Sindbad pour ce bon resumé

Bachi
09/02/2006, 00h59
Oui, Sindbad a brossé un bon tableau des différentes hypothèses autour de cette énigmatique énergie ( masse) sombre...

Je suis tres géméllaire en la matière. Je trouve la théorie de Sakharov tres convaincante malgre ses allures de science fiction.

Question:
Pourquoi l'univers est stable, malgré tout?

La réponse se trouve beaucoup dans les calculs de Sakharov autour de l'univers jumeau.
C'est peut-être la seule réponse plausible que je n'ai eu à lire...

Auriez-vous d'autres réponses?

Merci, Sindbad

absent
09/02/2006, 01h09
AliKaddour
Pourquoi l'univers est stable, malgré tout?

qu'entand tu par là ? stable ?
l'univers est dynamique, il est en expansion accélérée

Bachi
09/02/2006, 01h21
Ok, tu as raison...
J'aurais dû définir le sens que je donne au terme stable.
Je me reprends, et je fais plus simple:
Pourquoi l'univers tient la route?
Pourquoi l'univers ( je ne parle pas ici des différents corps de l'univers mais de l'univers lui-même, le tout) ne se met-il pas à vaciller? tanguer? perdre son assiette? chuter ( ou monter, car comme on le sait, il n'y a ni haut, ni bas) ?

absent
09/02/2006, 15h19
Pourquoi l'univers tient la route?

Euh, je saisis toujours pas le sens de cette interrogation Alikadour !!!
C'est comme se demander pourquoi la terre tourne autour d'elle même

Je pourrai te repondre par le racourci : parcque les constantes fondamentales de la nature ont les valeurs qu'elles ont.

l'Univers est gouverné par les lois de la physique qui font de lui
ce qu'il est aujourdhui, Il est dynamique et les changement prennent des milliard d'années on sais pas avec certitude quel serai son avenir. Alors parler vaciller? tanguer? perdre son assiette? !!!!!
L'univers actuel semble avoir une geometrie plane, les dernieres observations confirme l'expension accéléré.

Avez vous entendu parler de la grande dechirure ?

The Big Rip Theory

"" Une nouvelle théorie dépeint un tableau où « l’énergie fantôme » déchirera les galaxies, les étoiles, les planètes ainsi que chaque parcelle de matière dans une fantastique fin du Temps.

Cette théorie est considérée comme une « fantastique possibilité » par son auteur même Robert Caldwell de Dartmouth University. Basée sur de solides observations durant les années 90, où l’univers qui s’élargit à une vitesse exponentielle, et que quelque chose d’inconnu aspire tout vers le dehors. Au rythme où l’expansion continue, même la force nucléaire responsable de la cohésion du monde subatomique cessera d’être efficace. D’après Caldwell:" l’expansion sera si rapide qu’elle déchirera tous les objets »
C’est pour ça qu’il l’a appelée, vous l’avez deviné La Grande Déchirure.
L’expansion accélérée de l’univers est due à une chose mystérieuse appelée l’énergie sombre, considérée par les scientifiques comme de l’antigravité agissant sur de grandes distances.
Pour comprendre ce phénomène, imaginez une voiture roulant à une accélération constante de 10 km/h à chaque Km parcouru. Sans rien pour s’opposer à l’accélération, les galaxies vont s’éloigner les unes des autres à la vitesse de la lumière, nous laissant seuls dans notre sombre et glacial univers. À ce moment, on ne pourra plus voir d’autres galaxies, même avec le plus puissant des télescopes.
L’accélération augmentant de façon exponentielle, 10 km/h tous les km puis tous les 100 m, puis tous les 30 cm, à cette vitesse la voiture perdra ses pare-chocs, et le moteur sera arraché…
Le Compte à Rebours de la Fin
· Un milliard d’années avant la fin, les galaxies se seront tellement éloignées de nous, qu’on ne pourra plus les voir dans le ciel.
· 60 millions d’années avant la fin, notre voie lactée commence à s’effriter.
· 3 mois avant, les planètes du système solaire vont commencer à se disperser de leurs orbites autour du soleil.
· Quand la terre va exploser, la fin est très proche.

À ce moment, il y a encore un petit intervalle avant que les atomes et même leurs noyaux se disloquent. D’après Caldwell « encore 30 minutes seulement ».
Il n’y a pas longtemps, juste avant la découverte de l’expansion accélérée, beaucoup d’astronomes croyaient que l’univers allait renverser le phénomène d’expansion pour s’effondrer sur lui même dans un BIG CRUNCH. Plus récemment, de solides observations nous assurent du modèle d’expansion infinie, et de la fin glaciale, noire et inévitable de toute matière et par conséquence du temps. "" (freedo.epsylon.org)

Alors tout est possible mon ami ;)

voir aussi : http://fr.wikipedia.org/wiki/Big_Rip

Les auteurs de cette théorie ont calculé que la fin de l'Univers arriverait dans approximativement 35 miliard années après le Big Bang, ou 20 miliard années à partir de maintenant.

Bachi
09/02/2006, 19h30
Je crois que tu n'as pas compris...

Une pomme qui tombe.
Si elle tombe, c'est â cause du champ de gravitation.

L'univers en totalité, quelles lois gouvernent sa dynamique, et surtout sa stabilité mécanique?

Sakharov donne une réponse plausible à la question.
La seule, de réellement convaincante, que j'ai lue...

Virginie
09/02/2006, 21h29
Bonsoir,
Ali, tu voudrais bien nous faire partager un résumé de cette théorie que tu évoques ?

sindbad
10/02/2006, 08h04
Bonjour,

Pourquoi l'univers est stable, malgré tout?

Reponse immedite: "Kadrate rabi" par la volonte de Dieu !

En effet on ne peu ne pas y penser, surtout lorsqu'on en pense a la barriere C ! Pour me consoler je dis que nous avons affaire a une superbe illusion a savoir la notion meme de distance. Autre possibilite s'affranchir de la barriere C pour la gravitation ou d'autres manifestations encore restees inconnues ?

j'ouvre une parenthese pour dire que Jean Pierre Petit l'astrophysicien francais, qui avait developpe son model des univers gemelaires, pretend l'avoir fait en s'inspirant en partie d'une documentation produite par ... des extra terrestres ! L'affaire UMMO (http://fr.wikipedia.org/wiki/Ummo)

Autre chose qu'affirme JPP est que la fleche du temps dans le gemellaire est inverse par rapport a la notre. Est ce qu'une fleche de temps inverse dans le jumeaux pourrait eventuellement rendre aise (du point de vue duree) la navigation interstellaire et dans qu'elle mesure reste a savoir ?

Qu'en est il, AliKaddour, du model de Sakharov ? J'aimerais bien, comme l'a dit Virginie, que tu partages avec nous ce que tu connais sur les univers gemellaires de Sakharov et comment celui ci explique (et qu'est ce qui contribue a) la cohesion du grand ensemble.

A bientot et merci

Bachi
10/02/2006, 15h25
Bonjour Virginie.
Bonjour Sindbad


Je vous réponds en week-end...
Il faut que je prenne le temps de simplifier des trucs complèxes...
Par égard aux lecteurs qui ne sont pas tous aussi initiés à ces questions hautement rébarbatives

Bachi
10/02/2006, 19h47
L'hypothèse de l'univers jumeau
Sindbad en a a déja donné un bon résumé que je colle ici
Citation:
Hypothese des univers gemellaires.
Proposee par l'astrophysicien russe Andrei Sakharov durant les annee 60-70 elle fut reprise par la suite par d'autres et parmis eux l'astrophysicien francais Jean Pierre Petit. Cette hypothese stipule que notre univers possederait un jumeau qui interagirait avec le notre. La gravitation a l'interieur de cet univers jumeau aurait pour effet d'accelerer l'expansion de notre univers. L'hypothese des univers gemellaire offre une alternative a l'hypothese de l'existence d'une masse manquante.
J'ajoute à ce qu'il y a dans ce résumé...

Ce n'est encore qu'une simple hypothèse et elle a toutes les chances de demeurer tres longtemps encore à ce stade, vu nos grandes incapacités de prouver quoi que soit, ni par l'observation, ni encore moins par la mesure ...
Andrei Sakharov n'a fait que des calculs de probabilités d'occurence pour soumettre son hypothèse de l'existence d'un univers jumeau ( il est plus rigoureux de parler d'univers inversé en ce qui concerne Sakharov) dont l'existence daterait avant l'instant t=0 (avant le Big Ban donc)

L'hypothèse est en totale adéquation et explique même parfois certains phénomènes encore en friche de la cosmologie:

1- la forte disparité entre la quantité de matiere et d'anti-matière
2- Les lignes, les anneaux, ou les feuiillets, espace-temps d'echange de matière.

D'autres points encore que je sauterais...

Au départ de cette hypothèse, la tenacité du physicien d'expliquer l'effondrement de gravitation, ou concentration de ces effondrements ( trous noirs?)

Mais il finit d'aller encore plus loin.
Personnellement, du travail de ce physicien, ce qui m'a le plus fasciné et ému(?) comment il a su expliquer le phénomène d'assymétrie matière-antimatière ainsi que comment les baryons, particules à interraction lourde, elles expliquent la violation du post-collapse.

J'essaie maintenant de dire ce qu'est l'univers de Sakharov.
Avant notre univers ( oui oui avant la naissance de l'univers qu'on connait)
le physicien postule à l'existence d'un univers dont l'entropie croit avec le temps.
Un observateur à l'instant zéro verrait:
deux univers dans deux directions opposées.
du temps à entrope croissante
Mais à un observateur qui file dans la même direction du temps ( c'est le cas le plus interessant)
L'univers paraitrait immuable et d'entropie décroissante jusqu'au temps zéro, et à partir de cet instant si on continue dans la même dirtection du temps, cela s'inverse pour donner deux univers inversés.
La symétrie demeurera toujours dans la dirtection du vieillissement de l'univers...

Il reste à voir si l'univers vieillit réelllement...
Selon la thérie d'Einstein, il n'y a aucun doute là-dessus.


J'ai fait de mon mieux pour etre le plus simple possible

absent
11/02/2006, 10h49
Mouai bof ...
Andrei Sakharov a été à l'origine de l'idée, mais la pas vraiment defendu sérieusement il parait.

Celle la été repris par ce Jean Pierre Petit qui parle le Umite apparament :mrgreen:
Ces pseudo scientifiques et ingenieurs adèptes farfelus des theories alternatives tel Laurant Notale et compagnie ... !!!

Pour une mise à jour de la physique actuelles, ce numero de Scientific American est très interressant (bitorrent)

http://x7.putfile.com/2/4104464118.jpg

Thirga.ounevdhou
11/02/2006, 13h50
des physiciens, ont étudié un nouveau modèle de gravitation pour expliquer l'accélération de l'expansion sans avoir besoin d'énergie sombre.

====
De nombreux cosmologistes sont en accord sur cette idée: l'univers (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=6616) est dominé par "l'énergie sombre (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2833)", une mystérieuse forme d'énergie (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=1724) pouvant expliquer l'expansion de l'univers ainsi que l'accélération (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=1619) de celle-ci.

Cependant, des physiciens ont étudié un nouveau modèle de gravitation (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2876) qui pourrait, selon eux, expliquer l'accélération de l'expansion sans aucun besoin (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=686) d'énergie sombre. Leur modèle repose sur des modifications de la façon dont se comporte la gravitation sur de grandes distances.

L'accélération de l'expansion est engendrée par quelque chose de "répulsif" contrant l'attraction gravitationnelle. Si bien que cette "énergie sombre" est censée remplir les 3/4 de la densité (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=1398) énergétique totale de l'univers, et personne n'en connaît la véritable nature. Une explication de cette énergie peut être amenée par la "constante cosmologique (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=1352)" (introduite par Einstein), ou l'énergie des fluctuations quantiques du vide (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3665). Quoiqu'il en soit, toute tentative d'expliquation apportait son lot de problèmes théoriques et phénoménologiques, les scientifiques aimeraient donc trouver une alternative à l'énergie sombre comme source de l'accélération de l'univers.

Olga Mena et José Santiago de Fermilab et Jochen Weller du Collège Universitaire de Londres (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2227) ont ainsi calculé que cette fameuse accélération pouvait se passer d'énergie sombre. Ce qu'ils ont accompli n'est qu'une modification des lois de la gravitation, de telle sorte qu'elles paraissent inchangées à des distances relativement courtes, mais se voient bel (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=8732) et bien modifiées à des distances de l'ordre de l'univers visible actuel, le seul endroit de l'univers où les effets de l'accélération sont visibles.

Les équations ainsi nouvellement obtenues qui décrivent l'évolution de l'univers sont très difficiles à résoudre. Mena, avec ses collègues, ont pourtant été capables de faire une analyse approchée par des méthodes analytiques approximatives. Cette approche fut suffisamment valable pour leur permettre de comparer le taux théorique d'expansion de l'univers avec le taux mesuré à partir de l'observation (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2885) des supernovae lointaines. "L'accord [obtenue par comparaison] est extrêmement bon", affirme Jose Santiago. Toutefois, ce nouveau modèle nécessite toujours la présence de matière noire (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2844) en tant que composant de la masse (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=1676) totale de l'univers et ce à un taux de 25 %.

La bonne nouvelle est que la théorie (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2899) de la relativité générale (http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2894) de Einstein est parfaitement conservée: "Tous les tests que la théorie d'Einstein a passé sont toujours valides car ils ont été effectués pour de courtes distances" ajoute Santiago.

- Source: Physicsweb

cassini
12/02/2006, 10h03
Je tiens à remercier tout le monde pour avoir enrichi ce débat scientifique qui reste quand même objet de controverse sur le plan théorique, un remerciement spécial à sindbad sur un topic déjà passé sur la théorie des cordes, je n'avias pas assez de temps pour revenir sur la question et le topic s'est déjà éloigné !
Pour ce topique, j'ai voulu parlé de la matière noire qui n'est pas la matière sombre etse différencie de l'énergie sombre, il est donc à préciser (pour nos amis forumistes) la différence entre la matière noire et la matière sombre, cette dernière est de la matière ordinaire qu’on connaît mais qui est tellement froide ( ou bien trop peu lumineuse) qu’on ne peut la déceler. Par contre la fameuse matière noire est une matière, contrairement à la matière sombre, n’est pas constitué de particules chargées mais de particules électriquement neutres donc l’inexistence d’interactions entre ces particules par conséquent il n’ y a pas absorption de la lumière. La question logique qui se pose serait comment prouver l’existence de cette matière ? A priori, la vitesse de rotation des galaxies en est la clé. La vitesse des étoiles et des gaz autour des galaxies peut être mesurée par effet doppler, la vitesse mesurée est quantitativement liée à la masse qui se trouve dans la galaxie. Il se trouve que cette vitesse est nettement supérieure par rapport à la masse visible mesurée, on estime alors que la plus part de la matière est invisible. De plus cette matière noire semble être de forme plutôt étrange ! Il exite deux suggestions en ce qui concerne la chaleur de cette matière, la première postule qu’elle est constituée de particules légère (les neutrinos )ayant des vitesse proche de celle de la lumière et l’autre suggestion considère que les particules sont plutôt lourdes ayant des vitesse faibles. Dans la première classe la matière noire est dite chaude alors que dans la deuxième catégorie, elles dite froide.
Est-ce que la matière noire est chaude ou bien froide ? La question reste posée...

A plus tard...

absent
12/02/2006, 18h46
des physiciens, ont étudié un nouveau modèle de gravitation pour expliquer l'accélération de l'expansion sans avoir besoin d'énergie sombre.

Effectivement ça serai très interressant comme echapatoire d'autant plus que sa ne viole pas la relativité generale.

Thirga.ounevdhou
17/02/2006, 08h43
La matière noire composerait jusqu'à deux tiers de l'univers, encore non caractérisée, est indispensable si on veut expliquer différents phénomènes qui ont lieu au niveau galactique et notamment l'expansion de l'univers. Mais cette célèbre matière est difficile à appréhender et ne convient pas à tout le monde.

Différentes théories existent pour nier son existence. La dernière en date est expliquée par 3 chercheurs:

Deux chercheurs de Fermilab et un de l'University College of London (http://www.phys.ucl.ac.uk/) ont calculé que l'accélération de l'univers pouvait être expliquée sans recours à la matière noire. Pour cela, ils ont modifié les lois de la gravité afin qu'elles restent inchangées sur les distances normales mais qu'elles soient différentes à des échelles cosmologiques.

Les modifications apportées ont généré un modèle de l'évolution de l'univers très complexe. Les 3 chercheurs ont pu comparer leurs résultats théoriques avec les données de supernovae de type 1A, phénomène violent et massif (la matière atteint une vitesse de 10.000 km/s). Ce sont ces mêmes supernovae qui ont prouvé l'accélération de l'expansion de l'univers.

L'étude n'a pas complètement fait disparaître la matière noire, mais avec cette nouvelle théorie, l'univers n'en contiendrait que 25%.

Source: Physicsweb (http://physicsweb.org/articles/news/10/2/4/1?rss=2.0)

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