Bonjour Yves, bonjour à tous,
Tu as écrit :
Comment fait-on ?Quant à l'hypothèse d'une matière noire "exotique", elle n'est devenue nécessaire que quand on a su estimer à peu près correctement la densité de matière baryonique, [...] à l'échelle [...] des galaxies.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Salut,
Quelques infos ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_baryoniqueEnvoyé par Nicophil
(Yves ou Gilgamesh donneront peut-être d'autres précisions).
En tout cas ce n'est pas du plus facile.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour Nicophil (et les autres),
Je n'aurais peut-être pas dû faire une telle affirmation sans connaître précisément les méthodes utilisées pour estimer cette masse...
En fait, c'est quelque-chose que je tiens pour acquis depuis que j'ai commencé à m'intéresser au sujet - et à voir des courbes détaillées de la densité de masse de matière baryonique (et de matière noire...) d'un grand nombre de galaxies, en fonction de la distance au centre. Mais même si je me suis parfois demandé comment on arrive à produire ces courbes, je n'ai jamais vraiment approfondi.
Je sais quand-même qu'il y a ceci : https://en.wikipedia.org/wiki/Tully–Fisher_relation.
D'autre part, en faisant abstraction du débat entre partisans de la matière noire et partisans d'une modification de la gravitation aux faibles accélérations, au moins dans les parties centrales des galaxies où l'accélération gravitationnelle est très supérieure à 10-10 m/s2 et donc où cette modification est supposée être négligeable, les vitesses de rotation observées sont conformes à ce que prédit la gravitation newtonienne à partir des masses de matière baryonique estimées.
[Ce qui suit est un peu hors-sujet ici, mais apporte quelques précisions au message dont tu as cité un extrait. Vu qu'on est dans la section "questions de base" du forum, je suggère qu'on n'aille pas plus loin dans la discussion sur le point ci-dessous dans le présent fil. Si tu veux en discuter, le mieux serait de le faire dans la discussion dans le fil (je ne sais plus lequel...) dont tu as extrait cette citation.]
C'est d'ailleurs un problème majeur des profils de densité de matière noire établis à partir du modèle cosmologique standard (LambdaCDM), qui doivent éviter une concentration des halos de matière noire des galaxies vers leur centre (donner en gros un profil "plat" dans la partie centrale, de manière que la densité de CDM (matière noire froide) y soit négligeable par rapport à celle de matière baryonique), alors que les simulations numériques de formation des structures conduisent à des pics de densité de ces halos.
Ce problème est vu par certains comme un signe de l'impossibilité de réconcilier l'hypothèse de la matière noire froide telle qu'elle apparaît nécessaire pour expliquer les observations à l'échelle cosmologique, à commencer par celles du CMB, avec la nature de la matière noire qui serait nécessaire pour expliquer les courbes de rotation des galaxies : celles-ci conduisent à la nécessité d'un couplage fort entre densité de matière noire et densité de matière baryonique (la relation empirique MOND permet de calculer les vitesses de rotation à partir de la seule densité de matière baryonique), incompatible avec le rôle de la matière noire à l'échelle cosmologique qui suppose qu'il n'y a aucune interaction autre que gravitationnelle entre matière noire et matière baryonique.
PS pour Deedee : j'estime que l'explication ci-dessus n'outrepasse pas les règles de cette section du forum. Mais si tu n'est pas du même avis, tu peux éventuellement déplacer les messages de ce fil dans celui que Nicophil a cité (il pourrait nous indiquer lequel pour nous éviter de le rechercher...).
Ca reste carréet on apporte l'information du mieux qu'on peut en attendant une hypothétique explications plus complète.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci Yves, c'était là : https://forums.futura-sciences.com/d...uations.html#2
A mon avis, les mots soulignés sont en trop et, justement, tout le dernier post de Stacy McGaugh est parcouru par l'opposition entre l'échelle cosmologique, à laquelle l'hypothèse de la matière noire exotique est devenu nécessaire depuis 40 ans, et l'échelle des galaxies (celle des "dynamistes"), à laquelle le couplage systématique entre matière vue et masse détectée gravitationnellement a toujours paru suspect :Quant à l'hypothèse d'une matière noire "exotique" (au-delà du modèle standard de la physique des particules), elle n'est devenue nécessaire que quand, également bien après la mort d'Einstein, on a su estimer à peu près correctement la densité de matière baryonique, que ce soit à l'échelle cosmologique ou à celle des galaxies.
Nous avons toujours supposé, je pense raisonnablement, que la matière noire cosmologique et la matière noire galactique sont la même chose, juste des manifestations différentes du même problème.
Il semble courant de parler de problèmes à grande et à petite échelle, mais je ne pense pas que la taille soit la bonne façon d'y penser. Il s'agit plutôt d'une différence entre les systèmes liés gravitationnellement et en équilibre et la dynamique de l'univers en expansion en tant qu'entité en évolution contenant des structures qui se développent en son sein.D’un point de vue cosmologique, il est devenu évident au début des années 1980 que nous avions besoin de quelque chose de plus – pas seulement sombre, mais non baryonique.La matière noire cosmique doit être quelque chose de non baryonique. C’est-à-dire qu’il doit s’agir d’un nouveau type de bête, probablement d’une sorte de particule qui ne figure pas déjà dans le modèle standard de la physique des particules.
Non seulement vous aviez besoin de matière noire, mais vous aviez également besoin d'une sorte de nouvelle particule nouvelle qui ne figure pas dans le modèle standard de la physique des particules pour être cette matière noire.Ce sont des propriétés requises de la matière noire par la cosmologie. Il doit être non baryonique et ne pas interagir par électromagnétisme. [Mais] ces propriétés ne sont pas nécessaires pour les galaxies.
Au début, tout ce dont vous aviez besoin pour les galaxies était une masse supplémentaire. C’est la cosmologie qui nous a donné ces indications supplémentaires sur ce que devrait être la matière noire.Depuis, nous en avons appris beaucoup plus sur les galaxies. Je me souviens qu'au début des années 90, alors que j'étais encore un fervent partisan de la matière noire froide, j'étais approché lors de conférences par d'éminents dynamistes qui me confiaient (à voix basse pour que les cosmologistes n'entendent pas) qu'ils pensaient que la matière noire devait être baryonique, et non pas non baryonique.J'y étais arrivé à partir de la perspective cosmologique que je venais de décrire ci-dessus. La densité de masse totale devait être bien supérieure à la densité de masse baryonique. La matière noire devait donc être non baryonique. Dire le contraire était un discours insensé, c'est pourquoi ils en parlaient à voix basse. Mais voici ces personnes très éminentes qui me suggéraient très discrètement que leurs travaux sur les galaxies suggéraient que la matière noire devait être baryonique et non pas quelque chose de non baryonique. J'ai demandé pourquoi, et en gros, cela se résumait au fait qu'ils pouvaient voir des liens clairs entre la dynamique et les baryons. Il ne suffisait pas d'avoir une masse supplémentaire ; les composantes sombre et lumineuse semblaient se connaître.Les données sur les galaxies ont montré que ce que nous pouvions voir, la distribution des étoiles et des gaz, était clairement et intimement liée à la distribution totale de la masse, y compris la matière noire. Cela a conduit à un certain nombre d’idées qui ne cadrent pas bien avec le paradigme de la matière noire froide.
Fait intéressant, vous ne violez pas la densité des baryons BBN, dans les galaxies. Mais vous le feriez à l’échelle cosmique, si c’était la seule forme de matière noire. Nous avons donc besoin de multiples formes de matière noire, ce qui viole la parcimonie.
C'est dans McGaugh et al. (2016) , qui est un article bien connu (se situant dans le percentile supérieur des taux de citation). Cela devrait donc être bien connu, mais l'implication ne semble pas l'être, alors parlons-en. g_DM est la force par unité de masse fournie par le halo de matière noire d'une galaxie. Ceci est lié à la distribution de masse de la matière noire – son profil de densité radiale – via l’équation de Poisson. La distribution de la matière noire est entièrement stipulée par la distribution de masse des baryons, représentée ici par g_bar . C'est la seule variable sur le côté droit, un 0 étant la constante d'accélération de Milgrom. Ainsi, la répartition de ce que vous voyez spécifie la répartition de ce que vous ne pouvez pas voir.Le comportement MONDien observé n'a aucun sens au regard des contraintes cosmologiques dans lesquelles la matière noire doit être non baryonique et ne pas interagir directement avec les baryons. L’équation ci-dessus implique que toute matière noire doit interagir très étroitement avec les baryons – un fait qui est tout à fait dans l’esprit de ce que les dynamistes précédents avaient découvert, à savoir que les baryons et la dynamique sont intimement liés. Si vous connaissez la répartition des baryons que vous pouvez voir, vous pouvez prédire quelle doit être la répartition des éléments invisibles.C’est donc la propriété dont les galaxies ont besoin et qui est à peu près orthogonale aux exigences cosmologiques. Il doit y avoir quelque chose dans la nature de la matière noire qui vous donne toujours un comportement MONDien dans les galaxies. Être froid et ne pas interagir ne fait pas cela. La phénoménologie des galaxies suggère plutôt qu’il existe un lien direct – une sorte d’interaction directe – entre la matière noire et les baryons. Cette interaction directe est un anathème pour la plupart des idées sur la matière noire, car s'il existe une interaction directe entre la matière noire et les baryons, il devrait être très facile de détecter la matière noire. Ils sont en interaction tout le temps.
La phénoménologie MONDienne est une norme beaucoup plus élevée pour essayer de faire correspondre un modèle de matière noire qu'un simple profil de halo à noyau. Nous devons être honnêtes avec nous-mêmes : imiter MOND est ce que nous essayons de réaliser. La plupart des travailleurs ne le reconnaissent pas, ou ne sont même pas conscients que c’est là le problème sous-jacent.Je ne trouve aucun de ces modèles totalement satisfaisant. C'est clairement une chose difficile à faire. Vous essayez de mélanger deux ensembles d’exigences très différents. À ces exceptions près, l’exigence motivée par la galaxie selon laquelle il existe un aspect physique de la matière noire qui connaît d’une manière ou d’une autre la distribution des baryons et s’organise de manière appropriée n’est pas utilisée pour éclairer la construction de modèles de matière noire. Les personnes qui effectuent ce travail semblent très bien informées sur les contraintes cosmologiques, mais leur connaissance de la dynamique des galaxies semble commencer et se terminer par l'affirmation selon laquelle les courbes de rotation sont plates et que nous avons donc besoin de matière noire. Cela suffisait il y a 40 ans, mais nous avons beaucoup appris depuis. Il ne suffit pas d'avoir une masse supplémentaire. Cela ne suffit pas.
En résumé, nous avons donc deux exigences très différentes concernant la matière noire :
- D’un point de vue cosmologique, nous avons besoin d’un froid dynamique. Quelque chose de non baryonique qui n'interagit pas avec les photons ou facilement avec les baryons.- D’un point de vue galactique, nous avons besoin de quelque chose qui connaisse intimement ce que font les baryons. Et quand l’un fait une chose, l’autre fait une chose correspondante qui revient toujours à ressembler à MOND. Si cela ne ressemble pas à MOND, alors c'est faux.Voilà donc où nous en sommes actuellement. Ces deux exigences sont à la fois impératives et contradictoires.
Dernière modification par Nicophil ; 22/08/2023 à 20h43.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Merci, mais j'avais déjà lu ce post. Et je ne vois pas en quoi c'est en contradiction avec l'explication que je donnais dans mon dernier message.
Mais c'est justement en s'appuyant sur la connaissance (assez) précise des profils de densité de matière baryonique des galaxies que McGaugh et al. ont démontré en 2016 (une fois de plus) que l'accélération centripète, qu'on peut déduire des vitesses de rotation observées, est entièrement déterminée par la masse de matière baryonique connue (et pas une hypothétique masse de matière inobservée, qu'elle soit baryonique ou "noire"), suivant une relation "à la Mond".
Je ne vois donc pas ce qui te gêne dans ma phrase, si ce n'est que je n'entrais (volontairement) pas dans ces "détails" (la contradiction entre les propriétés de la matière noire nécessaires pour expliquer les observations cosmologiques et celles nécessaires pour expliquer la dynamique des galaxies) dans le contexte de l'autre discussion.
PS : je t'envoie un MP pour expliquer ce "volontairement".
Désolé d'avoir tant tardé à répondre !
D'un côté, le malentendu/ambiguïté était levé tout simplement par :D'un autre côté, j'ai cherché un peu vaguement de la littérature allant dans le sens de ce qu'écrivait Gilgamesh dans https://forums.futura-sciences.com/a...alaxies.html#5- [...],
- [...],
- les observations d'effets de micro-lentille,
- l'observation de la natalité stellaire des jeunes galaxies
- l'estimation de la densité de résidus stellaires,
- et j'en oublie.
Tous ces résultats sont concordants. La densité baryonique ne dépasse pas 5% de la densité critique.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
