GPS & La matière noire autour de la Terre.

[invite6754323456711]

Bonjour,

Une info : "GPS satellites suggest Earth is heavy with dark matter" ?

Patrick
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[EauPure]

Bonjour,
http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_de_la_Terre

L'incertitude attachée à la masse M de la Terre, et d'ailleurs à n'importe quelle masse cosmique, est proportionnelle à l'incertitude attachée à la valeur de G. À l'heure actuelle, on connaît le produit GM avec une très grande précision grâce aux satellites artificiels et à la géodésie spatiale, mais les valeurs de G, et donc de M, ne sont connues qu'avec une précision relative de l'ordre de 10–4 à 10–5.

Traduction de votre lien

il a rapporté un chiffre moyen qui était entre 0,005 et 0,008 pour cent supérieure à la valeur de la masse de la Terre établis par l'Union astronomique internationale.

Utiliser des satellites pour mesurer la masse de la terre puis cette masse et des satellite pour trouver un écart me trouble, pourquoi ne pas dire qu'il a obtenu avec plus de précision la masse de la terre car on connait avec plus de précision la position des satellites GPS ?

[Deedee81]

Salut,

Ce ne serait pas justement une correction au produit GM ? (bien qu'un écart de 0,005% c'est quand même beaucoup, bizarre ça).

[EauPure]

En prenant l'incertitude de G je trouve un écart sur M de 0,02518 %

[A voir en vidéo sur Futura]

[EauPure]

Comme ça remet en question sa découverte je me demande si je ne me suis pas tromper
alors voilà mon calcul
GM= 3,99E+14
G = 6,672(59 +/- 84) E-11

Gmax=6,67343E-11 Mmax=5,97294E+24
Gmin= 6,67175E-11 Mmin=5,97444E+24
Mmin/Mmax=0,000251808
en % je multiplie par 100 ce qui donne 0,0251808 %

[thoma95]

Merci pour l'article, intéressant : )

[EauPure]

Un article en français qui ne parle toujours pas de l'incertitude sur G et donc sur la masse de la terre.
On dirait qu'incertitude n'est pas encore dans le vocabulaire des journalistes scientifique.

[Deedee81]

Salut,

On dirait qu'incertitude n'est pas encore dans le vocabulaire des journalistes scientifique.

Une fois j'ai vu une série de documentaires où le présentateur, au début, expliquait qu'il y avait des incertitudes et des inconnues mais que pour alléger la présentation ils avaient fait le choix des hypothèses les plus probables.

J'ai bien dit UNE fois (sur des dizaines de documentaires) et ils ne précisaient même pas ce qui était du domaine de la certitude et ce qui était du domaine de l'hypothétique.

Je trouve que c'est un peu malheureux car ça donne une fausse image du scientifique "pétris de certitudes absolues".

[EauPure]

Bonjour

Mais dans ce cas pourquoi ne pas modifier l'incertitude de G au vue de ces résultats ?
en effet elle ne serait plus que de 0,003 % pour la masse de la terre au lieu de 0,02518 %
J'ai la flemme de calculer la nouvelle sur G mais elle serait à diviser par 8,39 (0,003/0,02518)

[pun1sher]

Bonsoir,

Donc cette différence de mesure serait uniquement du a une valeur plus précise de G ? (si je comprend bien ce que vous dites)

[EauPure]

C'est bien plus logique qu'une hypothétique matière noire autour de la terre mais c'est moins médiatique dans l'intérét des sites et des chercheurs.

[pun1sher]

J'en convient

Merci de votre réponse.

[hastien2]

Merci pour ces éclaircissements : )

[Amanuensis]

Donc cette différence de mesure serait uniquement du a une valeur plus précise de G ?

Ce serait étonnant que la question se limite à l'évaluation de la masse de la Terre!

L'orbite des sondes n'est pas seulement affectée par la masse, mais aussi par ce qu'il y a dans l'espace proche de la Terre. L'hypothèse usuelle est celle d'une densité très faible de matière (une fois modélisée l'atmosphère). Une densité plus élevée donne des orbites différentes, et serait détectable.

C'est en fait comme cela qu'on a eu un indice de la matière noire: les orbites autour de la Galaxie en fonction de la distance ne correspondent pas à une masse centrale avec du vide autour.

Une autre manière de présenter cela est qu'on mesure la masse "sous l'orbite" de la sonde: si on constate que cette masse augmente quant les orbites s'éloignent, et que cette augmentation est plus grande que ce qu'on attend avec les connaissances de ce qu'on sait être dans l'espace, il faut bien se poser la question de la nature de la masse manquante.

Bref, je pense que réduire le sujet à une mesure de GM est erroné.

[Bluedeep]

C'est en fait comme cela qu'on a eu un indice de la matière noire: les orbites autour de la Galaxie en fonction de la distance ne correspondent pas à une masse centrale avec du vide autour..

Cette formulation ("indice") me gène un peu. J'avais cru au contraire comprendre que l'hypothèse "matière noire" avait été formulée pour répondre justement à ces anomalies constatées. Or ta phrase laisse entendre le contraire (que l'hypothèse est pré-existente à la constatation) ce qui est difficile à soutenir pour des raisons historiques.

[Deedee81]

Salut,

Sans le mot "indice" la formulation est la même. Je prend ça plutôt comme le fait que maintenant on ne doute plus vraiment de l'existence d'une matière noire (trop d'accumulations de faits concordants).

A noter que l'hypothèse de matière noire n'ont pas été formulée initialement pour le mouvement des étoiles autour de la Galaxie mais pour le mouvement des galaxies au sein de l'amas local. Les étoiles c'est venu peu après (et depuis, les lentilles gravitationnelles, les modèles d'évolution et formation des galaxies,...)

[Bluedeep]

Salut,

Sans le mot "indice" la formulation est la même. Je prend ça plutôt comme le fait que maintenant on ne doute plus vraiment de l'existence d'une matière noire (trop d'accumulations de faits concordants).

Pour un béotien comme moi, pourrais tu fournir une liste de lien vers ces "faits concordants" ?

A noter que l'hypothèse de matière noire n'ont pas été formulée initialement pour le mouvement des étoiles autour de la Galaxie mais pour le mouvement des galaxies au sein de l'amas local. Les étoiles c'est venu peu après (et depuis, les lentilles gravitationnelles, les modèles d'évolution et formation des galaxies,...)

Oui, c'est vrai. Concernant les amas, que doit on penser de l'objection de Christian Magnan à ce sujet ? (si j'ai bien compris il conteste la méthode retenue pour le calcul de la vitesse théorique).

[Amanuensis]

Or ta phrase laisse entendre le contraire (que l'hypothèse est pré-existente à la constatation) ce qui est difficile à soutenir pour des raisons historiques.

Pas voulu.

[Amanuensis]

A noter que l'hypothèse de matière noire n'ont pas été formulée initialement pour le mouvement des étoiles autour de la Galaxie

Je n'avais pas précisé "étoiles", je pensais plutôt (de mémoire) aux amas globulaires. À vérifier.

[Deedee81]

Salut,

Pour un béotien comme moi, pourrais tu fournir une liste de lien vers ces "faits concordants" ?

Je précise que je ne suis pas spécialiste, alors je cite de mémoire pour l'avoir lu de ci de là (dans divers articles ou sur Futura) :

- Le mouvement des étoiles dans la galaxie
- Idem pour d'autres galaxies (Amanuensis à raison de citer les amas globulaire, je l'avais déjà lu)
- Mouvement des galaxies dans les amas
- Masse déduite des effets de lentille gravitationnelle et de micro-lentille
- Formation des grandes structures (simulations numériques à partir des données observées, en particulier le rayonnement fossile)

Tous conduisent à une masse manquante du même ordre de grandeur, sans préjuger de sa nature (y compris un écart aux lois de la gravitation).

Depuis, des cartographies précises (grâce aux micro-lentilles) de matière noire et des simulations plus précises vont largement en faveur d'une matière noire froide non baryonique. Mais évidemment seul une observation directe apportera la confirmation définitive.
EDIT matière noire froide : particules massives (ou plus gros encore), mais pas des particules très légères comme les neutrinos

On a déjà pu éliminer certaines formes de matière noire :
EDIT par observation et recherche systématique
- neutrinos
- machos (corps passifs sombres, planètes, naines brunes, trous noirs)
- nuages de gaz froids
Qui peuvent représenter (de mémoire) une dizaine de pourcent de la masse manquante au maximum.

Certaines observations me donnent à penser qu'on peut exclure le cas d'une gravité modifiée (au moins pour la matière noire, sans préjuger de l'énergie noire), bien qu'il me semble que tout le monde n'est pas d'accord :
- Des galaxies naines particulièrement riches en matière noire
- des collisions de galaxies où on observe deux lobes de part et d'autre de matière noire (celle-ci interagissant peu ou pas par les forces électromagnétiques, elle ne subit pas de viscosité et continue sur sa lancée. Elle ralentit puis fait demi-tour sous la gravité puis s'homogénéisera par des mécanismes de viscosité dynamique lié à la gravitation).

ReEDIT : il n'est pas exclu qu'il y ait contribution de plusieurs choses (les 10% ci-dessus par exemple).

Tout cela éventuellement à confirmer, préciser ou compléter par quelqu'un connaissant mieux le sujet.

[Bluedeep]

Merci pour ta réponse.
Donc pas d'évolution récente et toujours aucune observation directe.

Je n'ai bien sur pas d'"opinion" sur cette histoire de matière noire (ce serait ridicule) mais je ne cache pas que cette caractérisation "ad-hoc" me dérange un peu. Ca a quand même un peu un parfum de "vent d'ether" (bon j'exagère volontairement).

[Deedee81]

et toujours aucune observation directe.

Non, malgré quelques fausses alertes. Ne désespérons pas, on finira bien par trouver et/ou comprendre.

Je n'ai bien sur pas d'"opinion" sur cette histoire de matière noire (ce serait ridicule) mais je ne cache pas que cette caractérisation "ad-hoc" me dérange un peu. Ca a quand même un peu un parfum de "vent d'ether" (bon j'exagère volontairement).

Non, tu n'as pas tort. Il est toujours bon d'examiner les différentes possibilités.

Exactement pour le même genre de chose (masse manquante) on a déjà trouvé des choses différentes :
- perturbations de l'orbite d'Uranus, calcul : une planète doit exister -> découverte de Neptune
- perturbations de l'orbite de Mercure, calcul : serait-ce la planète Vulcain ? Raté, c'était les lois de la gravité qui étaient à revoir
- modifications de la trajectoire de Pionneer : une tonne d'hypothèse. C'était bêtement la chaleur émise par la sonde (si ma mémoire est bonne)

La science est pleine de surprises et il y a encore pleins de choses à comprendre/découvrir. Et même les résultats négatifs sont souvent intéressant.

Et c'est tant mieux

[Amanuensis]

Qu'est-ce que pourrait être une "observation directe" si (hypothèse) la seule interaction avec la matière interagissant électro-magnétiquement est gravitationnelle?

[Deedee81]

Salut,

Qu'est-ce que pourrait être une "observation directe" si (hypothèse) la seule interaction avec la matière interagissant électro-magnétiquement est gravitationnelle?

Dans un détecteur de particules (une interaction faible ou forte n'est pas exclue et même EM à condition que le couplage soit infime). Il y a des tentatives un peu partout. Si l'interaction est en effet uniquement et strictement gravitationnelle, on est assez mal barré.

[Bluedeep]

Qu'est-ce que pourrait être une "observation directe" si (hypothèse) la seule interaction avec la matière interagissant électro-magnétiquement est gravitationnelle?

C'est pas faux.
Mais est ce à dire que l'hypothèse "matière noire" doit être de ce fait de toute manière considérée comme valide du fait que ses caractéristiques même renderaient inutile toute expérience de détection ? Intellectuellement ça me dérange un peu.

[Deedee81]

Intellectuellement ça me dérange un peu.

Tout le monde je crois.

C'est pour ça sans doute qu'il y a plusieurs expériences en cours pour tenter de la détecter directement.

En tout cas, toutes les particules hypothétiques issues de l'une ou l'autre théorie (supersymétrie par exemple), ont des interactions. Eventuellement des interactions extrêmement faible (bien plus faible que le neutrino).

Mais tant qu'on n'en sait pas plus, ma foi, on peut imaginer à peu près n'importe quoi.

[Amanuensis]

.
Mais est ce à dire que l'hypothèse "matière noire" doit être de ce fait de toute manière considérée comme valide du fait que ses caractéristiques même renderaient inutile toute expérience de détection ? Intellectuellement ça me dérange un peu.

L'hypothèse "neutrino" est une construction intellectuelle. À l'origine un défaut de masse, et ensuite on a fait un modèle plus compliqué avec l'interaction faible, qui modélise les interactions présentant les défauts de masse qu'on appelle neutrino.

Si "matière noire" finit par désigner seulement les phénomènes gravitationnels observés, dont on peut tirer une cartographie qu'on va appeler "densité de matière noire" ce n'est pas exactement une "hypothèse", c'est juste un modèle pour un phénomène.

Dans cette histoire on devrait réserver le mot "hypothèse" à toute supposition concernant une relation entre cette "matière noire" et quelque chose d'autre, c'est à dire toute hypothèse d'une possibilité d'interaction autre que gravitationnelle.

Je ne trouve pas dérangeant la possibilité d'un "monde de particules", ayant peut-être des interactions entre elles, et aucune avec les particules dont nous sommes faits, dont sommes faits nos "sens" et donc qu'on peut observer.

Nos observations sont essentiellement électro-magnétiques. Les interactions fortes et faibles sont "déduites" intellectuellement.

Les neutrinos forment un monde "quasi-à-part", pourquoi pas un monde "à-part"? Ce serait une drôle d'idée de le rejeter parce que intellectuellement dérangeant!

Le gravitationnel est le minimum, ce qui n'est pas choquant vu la RG.

[ansset]

Les neutrinos forment un monde "quasi-à-part", pourquoi pas un monde "à-part"? Ce serait une drôle d'idée de le rejeter parce que intellectuellement dérangeant!
.

il me semble que "à part" signifie simplement qu'on en connait aujourd'hui trop peu sur ce "machin-truc".
mais on adore les surprises , si elle viennent un jour .

[EauPure]

Ce serait étonnant que la question se limite à l'évaluation de la masse de la Terre!

n'est ce pas plutôt : Ce serait étonnant que la question se limite à une réduction de l'incertitude d'un facteur 1/8 sur la masse de la terre ?

L'orbite des sondes n'est pas seulement affectée par la masse, mais aussi par ce qu'il y a dans l'espace proche de la Terre. L'hypothèse usuelle est celle d'une densité très faible de matière (une fois modélisée l'atmosphère). Une densité plus élevée donne des orbites différentes, et serait détectable.

Là aussi, j'aurais dit une densité très faible d’atmosphère car matière fait plus penser à matière noire
Et il me semble donc qu'inconsciemment vous avez orienté votre discours pour amener la suite sur la matière noire et votre conclusion

C'est en fait comme cela qu'on a eu un indice de la matière noire: les orbites autour de la Galaxie en fonction de la distance ne correspondent pas à une masse centrale avec du vide autour.

Une autre manière de présenter cela est qu'on mesure la masse "sous l'orbite" de la sonde: si on constate que cette masse augmente quant les orbites s'éloignent, et que cette augmentation est plus grande que ce qu'on attend avec les connaissances de ce qu'on sait être dans l'espace, il faut bien se poser la question de la nature de la masse manquante.

Bref, je pense que réduire le sujet à une mesure de GM est erroné.

Ce n'est pas mon avis et vous ne m'avez pas convaincu.

Cordialement

[Amanuensis]

Ce n'est pas mon avis et vous ne m'avez pas convaincu.

Quelle importance?