Densité de matière noire

[kalish]

Bonjour est-ce que quelqu'un connait la densité de matière noire typique au sein de la galaxie?

Merci.
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[pasbdb]

Bonjour,
Je n'avais pas vu ce sujet, je viens d'en créer un très proche qui tente de trouver des ordres de grandeur :

Compressibilité et densité de la matière noire ?

[kalish]

C'est une bonne question, a priori la matière noire est infiniment compressible, néanmoins 1) pour compresser quelque chose, il faut pouvoir interagir avec, et/ou qu'elle dissipe l'énergie, ce qui est difficile avec la matière noire. 2) Bien sûr, comme on ne sait pas ce que c'est, on n'a aucune idée de son comportement quand deux particules de matière noire sont proches, on sait que leur section efficace doit être très petite. Peut-être existe-t-il des trous noirs de matière noire, ou peut-être ont-ils une influence sur la formation de trous noirs.

[pasbdb]

A priori la matière noire interagit avec la gravité, ce qui entraine sont accumulation autour des galaxies son appellation de "matière".

Cette interaction à des limites puisque la matière noire n'est pas plus présente à proximité des étoiles, d'où la question d'une densité limite qu'elle ne pourrait dépasser.

Elle subirait donc une action répulsive avec elle-même sur de grandes distances par rapport avec la taille des atomes que nous connaissons.

D'où l'ordre de grandeur de densité que j'évoque dans l'autre sujet de discussion : 4E-23 kg/m3 ou 20 000 équivalent-protons au m3.
Si la masse de ces particules était de l'ordre de grandeur de celle de neutrinos (0,05eV), leur distance serait comparable à celles de cellules dans un organisme.

[A voir en vidéo sur Futura]

[kalish]

Alors, il y a deux erreurs dans votre réponse.
1) que la matière noire interagisse par gravité n'entraine pas qu'elle doive s'accumuler, encore faut il DISSIPER l'énergie qu'elle acquiert lors de son éventuelle chute sans quoi elle remonte le puits de potentiel pour redescendre puis remonter, puis redescendre, tout simplement parce que en l'absence de collision et de dissipation, toutes les trajectoires sont des orbites, de plus, ces orbites ne sont pas forcément fermées, de la matère noire peut très bien s'échapper du potentiel.
2) La matière noire devrait s'accumuler près des étoiles, Si il y a dissipation/interaction.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3...ro-Frenk-White
Ce qui est valable pour le centre galactique l'est aussi pour tout corps massif, simplement que la quantité de matière noire ayant une énergie trop faible pour échapper au potentiel d'une étoile doit être très petite.
http://phys.org/news/2015-09-dark-st...illations.html
http://arxiv.org/pdf/1201.2400.pdf
http://phys.org/news/2012-02-stars-dark.html
A ma connaissance, il n'y a pas de forces répulsives qui empêche la matière noire de s'accumuler.

[pasbdb]

Merci pour cette réponse
Je comprend bien que la matière noire ne peut pas dissiper son énergie en interagissant avec la matière ordinaire.
Cela implique également qu'elle ne ne peut pas le faire en interagissant avec elle-même, la matière noire serait transparente à la matière noire.

Alors comment expliquer son accumulation dans l'environnement des galaxies s'il n'y a aucune interaction avec la matière ordinaire ?
Est-ce que sa formation qui serait corrélée à celle des galaxies ?

Ou alors peut-on considérer que, présente partout dans l'univers de manière homogène, le temps qu'elle passerait à proximité des galaxies serait proportionnellement plus long que lorsqu'elle est à distance du fait des interactions gravitationnelles. Cet effet entrainerait une densité apparente plus élevée près des galaxies ?

[kalish]

Bon, déjà je ne suis pas un expert en matière noire, mais d'après mes quelques vagues souvenirs il faut prendre en compte que la matière noire peut passer par le "centre" galactique, sans y rester.
Imaginez que la matière noire soit d'abord répartie de manière homogène et qu'il existe une petite inhomogénéité de masse, par exemple due à une étoile, la matière noire environnante va être attirée par cette inhomogénéité qu'elle soit proche ou lointaine de la masse.

On a donc beaucoup de matière noire qui passe par un point (en gros) et peu sur la périphérie, ce qui accentue l'inhomogénéité au passage. A cela près qu'il y a un effet compensateur du débit de matière puisque la matière passe plus rapidement au centre que sur la périphérie. En utilisant le théorème du viriel et la conservation du débit, on doit trouver en première approximation que la densité de matière évolue en 1/r^(3/2). (la vitesse évolue en 1/r^(0.5) et la surface en r^2).
En plus c'est plus compliqué parce que c'est un problème à n corps qu'on ne sait pas résoudre analytiquement.
En plus de ça, pour l'instant, on sait que la matière noire interagit peu, mais on espère fortement qu'elle interagit quand même un peu, que ce soit des axions, des neutralinos ou d'autres candidats! Sinon, on n'est pas dans la mouise.

Pour les autres questions, en effet, la matière noire a bien servi à former les premières structures, peut-être plus au niveau des amas que des galaxies, je dois revérifier tout ça, c'est loin. Les inhomogénéités ont été apportées (entre autres?) par ce qu'on appelle des ondes acoustiques, mais qui n'ont pas grands chose à voir avec ce qui se passe dans un casque.

[Gilgamesh]

Bonjour est-ce que quelqu'un connait la densité de matière noire typique au sein de la galaxie?

Merci.

Dans l'environnement du Soleil, on peut prendre une valeur de l'ordre de 0,3 GeV.cm^-3.

source : THE DISTRIBUTION OF DARK MATTER IN THE MILKYWAY GALAXY

[kalish]

mieux vaut tard que jamais

[Gilgamesh]

J'avais pas lu la date de création de la discussion
Mais bah, oui, comme tu dis mieux vaut tard que jamais...

[kalish]

je pense que je devais avoir comme idée de fabriquer un vaisseau spatial s'appuyant sur la matière noire à l'époque, étant donnée que ça fait une masse de 5,34*10^(-22)kg/m^3, je pense qu'on peut oublier. :/