Corrélation forte entre matière ordinaire et matière noire dans les galaxies spirales

**yves95210** · 22/09/2016, 18h09

Bonjour,

Je vous invite à lire cet article de l'excellent blog "ça se passe là-haut", qui résume une publication de Stacy McGaugh et al. acceptée par Physical Review Letters et disponible ici sur arxiv.
Selon cette publication, basée sur l'observation de 2700 points pris dans un échantillon de 153 galaxies, l’effet gravitationnel attribué à la matière noire dépendrait directement de l'effet gravitationnel de la matière ordinaire dans ces galaxies, suivant une relation mathématique simple dans laquelle intervient un seul paramètre constant de la dimension d'une accélération et proche de 1,2 10^-10m.s^-2 (on retrouve la constante de MoND).

Les conséquences de cette découverte sont évidemment importantes. En effet, si elle est confirmée, "le modèle de la matière noire formant un halo autour des galaxies indépendant de leur contenu baryonique, devrait être profondément revu" (je cite l'article).

**Nicophil** · 22/09/2016, 18h55

Bonjour,
http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/

Pour interpréter ce phénomène, les auteurs proposent trois possibilités, sans trancher entre elles mais on le sent à la lecture de l'article, avec une légère préférence pour la dernière d’entre elles :
3) De nouvelles lois dynamiques existent au sein des galaxies en rotation et se substituent au concept de matière noire.

Dans tous les cas, et si ces résultats sont confirmés par d’autres mesures du même genre par d’autres équipes, le modèle de la matière noire formant un halo autour des galaxies, indépendant de leur contenu baryonique, devrait être profondément revu.
Il est désormais urgent de valider cette observation stupéfiante, qui risque de bouleverser un des plus importants paradigmes de la cosmologie actuelle.

**Nicophil** · 22/09/2016, 19h02

Bonsoir Yves,
Ben mince alors !

Et aussi mince, je viens de poster en "Actualités", je n'avais pas vu que tu m'avais devancé.

**yves95210** · 22/09/2016, 19h22

Envoyé par mmanu_F

Salut,

ta discussion est en doublon avec http://forums.futura-sciences.com/ac...ml#post5687963 dans le fil d'actualité. tu as dégainé en premier mais je suis un partisan des sujets d'actu dans le fil d'actu, alors peut-être pourrait-on déplacer celle-ci ?

Oui, bien sûr.

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

**JPL** · 22/09/2016, 19h23

Fusion des deux discussions.

pascelus · 22/09/2016, 19h26

Bonsoir,

Très intéressant!!!

Mais ce n'est pas tout à fait nouveau, ou alors cela semble rejoindre une théorie de Stephane Le Corre ici: http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/20...e-purs_13.html (sur le meme site!..) qui imaginait et démontrait à partir d'une linéarisation des équations de la RG que:

"le champ gravitationnel agit entre les masses comme le champ électrique entre les charges et un champ gravitique apparaît lorsque des masses se meuvent dans l'espace, tout comme apparaît le champ magnétique quand des charges électriques sont en mouvement"

**mmanu_F** · 22/09/2016, 19h42

Il est temps de (re)lire votre Blanchet et Famaey

et le modèle hybride dark-MoND polarisé de Luc Blanchet (cité dans l'article). Allez un extrait pour les plus parresseux :

Une théorie hybride (sans préjudice), avec de la matière noire se couplant à une physique gravitationnelle modifiée, pourrait-elle alors rendre compte de toutes les observations connues ? Dans cet esprit une forme nouvelle de matière noire a été proposée. Cette matière noire est fondée sur une analogie avec la physique des matériaux diélectriques en électrostatique. Dans un matériau diélectrique, les atomes se comportent comme des dipôles électriques, qui se polarisent en présence d’un champ électrique extérieur: ils s’orientent suivant le champ et deviennent eux-mêmes la source d’un nouveau champ électrique. Le champ total est alors la somme du champ extérieur et du champ induit par la polarisation des atomes. Remarquablement, il se trouve que MOND apparaı̂t comme une sorte d’analogue gravitationnel au phénomène de polarisation. Dans le cas gravitationnel, la polarisation entraı̂ne l’augmentation de la force de gravitation, d’où la la proposition d’un nouveau type de matière noire qui est décrite par sa masse et est munie d’un moment dipolaire “gravitationnel” – l’analogue gravitationnel du moment dipolaire électrique. La phénoménologie de cette matière noire est alors exactement la même que celle de MOND.

pascelus · 22/09/2016, 19h50

Envoyé par mmanu_F

Il est temps de (re)lire votre Blanchet et Famaey

et le modèle hybride dark-MoND polarisé de Luc Blanchet (cité dans l'article).

Hum.... Je croyais que le "un peu de matiere noire" pour justifier des effets de lentilles gravitationnelles, et "un peu de "gravitation modifiée" avaient pris mal chez MOND, ne serait-ce qu'un coup de rasoir d'Ockam ?

**mmanu_F** · 22/09/2016, 20h32

Envoyé par pascelus

Hum.... Je croyais que le "un peu de matiere noire" pour justifier des effets de lentilles gravitationnelles, et "un peu de "gravitation modifiée" avaient pris mal chez MOND, ne serait-ce qu'un coup de rasoir d'Ockam ?

Salut,

je ne suis pas sûr de comprendre la question. "avait pris mal chez MoND" ?

Et pour te dire, je n'ai jamais regardé le modèle de Blanchet dans les détails, alors je ne sais pas si je te serai très utile.

Ceci étant quelques remarques à chaud :

Je viens de constater que Famaey avait déjà publié avec McGaugh (la ref est dans l'article avec Blanche que j'ai lié).

J'avais déjà entendu parlé de McGaugh pour d'autres tentatives de fit vers 2011. Tentatives qui n'avaient pas fait l'unanimité, ses détracteurs l'accusant d'avoir un peu trop choisi ses galaxies pour faire son fit (je ne sais pas dans quelle mesure cette objection s'applique aussi pour son nouveau fit).

MoND tout seul a du mal à expliquer d'autres phénomènes cosmologiques expliqués par la matière noire et à trouver une place dans le cadre théorique (relativiste) d'ensemble.

J'aime bien l'idée présentée dans Blanchet et Famaey que MoND peut être pris comme une théorie phenoménologique décrivant des observations ( de courbe de rotation de galaxies) et que ces observations devront de toute façon être expliquées aussi par la matière noire, ce qui justifie dans ce sens leur volonté d'hybridation.

pascelus · 22/09/2016, 20h58

Envoyé par mmanu_F

je ne suis pas sûr de comprendre la question. "avait pris mal chez MoND" ?

Je voulais dire qu'il me semblait que cette théorie n'était plus vraiment retenue, voire invalidée.
Elle a de quoi séduire mais l'hybridation parait une hypothèse un peu laborieuse car elle inclut DEUX phénomènes inconnus. Mais mon propos n'a rien de scientifique...

Tu as regardé ceci: http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/20...e-purs_13.html ?
Qu'en penses-tu?

Jusqu'à la nouvelle d'aujourd'hui cela restait une théorie personnelle dont la discussion ici avait été abordée mais repoussée à juste titre en tant que telle...

**mmanu_F** · 22/09/2016, 22h47

Envoyé par pascelus

Je voulais dire qu'il me semblait que cette théorie n'était plus vraiment retenue, voire invalidée.
Elle a de quoi séduire mais l'hybridation parait une hypothèse un peu laborieuse car elle inclut DEUX phénomènes inconnus. Mais mon propos n'a rien de scientifique...

Tu as regardé ceci: http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/20...e-purs_13.html ?
Qu'en penses-tu?

Jusqu'à la nouvelle d'aujourd'hui cela restait une théorie personnelle dont la discussion ici avait été abordée mais repoussée à juste titre en tant que telle...

une analogie entre einstein et maxwell, c'est ça ? j'ai déjà entendu ça, il y a longtemps ... par des brésiliens. là, c'est trop tard, dodo. mais a priori l'idée à l'air trivialement creuse, je sais pas si j'aurai envie de prendre du temps pour trouver exactement où.

en tout cas ce genre de promo, ça me donne pas trop envie de suivre le blog de eric, ça doit être pour ça que je le suis pu sur twitter. dodo.

**yves95210** · 23/09/2016, 08h20

Bonjour,

le défaut d'Eric Simon (et certainement le mien aussi) est peut-être de s'enthousiasmer un peu vite, comme il l'avait fait à propos de l'idée de S. Le Corre.
Après réflexion, je ne vois pas où est la "découverte stupéfiante" dans la publication de McGaugh et al. : ils n'ont fait qu'établir une nouvelle forme de la fonction d'interpolation de MoND, et le fait que la constante g₊ qu'ils trouvent soit égale au a₀ de MoND n'a rien d'étonnant :
Pour les accélérations faibles, on retrouve bien $\text{[math]}$ en développant cette fonction au premier ordre.
Et évidemment, pour les fortes accélérations, on a $\text{[math]}$

La relation empirique MoND, établie à partir d'observations du même type (vitesses de rotation des étoiles des galaxies spirales), fait également appel à une constante universelle (a₀), indépendante de la galaxie étudiée. Et il est établi depuis longtemps que cette relation empirique colle bien aux observations, quelle que soit l'explication qu'on préfère (présence d'un halo de matière noire avec un profil ad hoc ou modification de la gravitation ou de l'inertie).

**ansset** · 23/09/2016, 11h58

bon ,je suis perdu....
il semblait qu'une des difficultés majeures de "MoND" était sa non concordance avec la relativité.
à ce titre, a été développée la "covariant tensor-vector-theory (TeVeS)".
Une extension relativiste.
mais celle-ci semble aussi remise en cause. ( en gros, ça marche pas )
voir un article FS ( malheureusement peu lisible car la pub bouffe l'image et le texte des deux coté !!!!!!!! )
je n'entend pas parler de relativité dans ce fil , alors je ne comprend plus.

**ansset** · 23/09/2016, 12h19

voici le lien:
http://www.futura-sciences.com/scien...refutee-22963/
ce coup ci , il n'est pas coupé sur les cotés !!!!
va comprendre Charles !

**mmanu_F** · 23/09/2016, 12h44

Envoyé par ansset

bon ,je suis perdu....
il semblait qu'une des difficultés majeures de "MoND" était sa non concordance avec la relativité.
à ce titre, a été développée la "covariant tensor-vector-theory (TeVeS)".
Une extension relativiste.
mais celle-ci semble aussi remise en cause. ( en gros, ça marche pas )
voir un article FS ( malheureusement peu lisible car la pub bouffe l'image et le texte des deux coté !!!!!!!! )
je n'entend pas parler de relativité dans ce fil , alors je ne comprend plus.

Salut,

je crois que nous sommes tous d'accord ici. Personne n'essaie de revendre de la théorie MoND (pas plus que de la TeVeS), on parle ici de la phénoménologie MoND et comme le suggérait Yves, ce matin, il semble ne pas y avoir grand chose de neuf sur le sujet dans l'article de McGaugh. Je redonne ici le passage de Blanchet et Famaey qui mettait en avant l'aspect phénoménologique "moderne" de MoND :

Il resterait néanmoins à comprendre pourquoi matière noire et matière ordinaire conspirent à l’échelle des galaxies de façon à reproduire la phénoménologie de MOND, qui est un simple fait observationnel qu’il nous faut comprendre, quel que soit le cadre théorique.

Pour ce qui est du lien suggéré dans l'article entre ces "nouvelles" données (en quoi sont-elles nouvelles ? Pourrait-on voir les courbes équivalentes avec les "anciennes" données ? Les 2700 points ont-ils été choisi parmis un ensemble plus grand ?) et le modèle hybride de Blanchet devra encore être préciser par l'intéressé s'il y a lieu...

**yves95210** · 23/09/2016, 12h47

Bonjour ansset,

Je ne cherche pas à défendre MoND en tant que théorie (j'en serais bien incapable). Je remarquais simplement, comme les auteurs de la publication, que la relation qu'ils ont établie est une relation "à la MoND", respectant les contraintes énoncées dans mon message précédent pour les champs gravitationnels (de la matière baryonique) très supérieurs ou très inférieurs à a₀ ~ 10^-10m.s^-2, compatibles avec l'observation des courbes de rotation des galaxies spirales.
Personne à ma connaissance ne met en doute la relation empirique établie par Milgrom il y a bien longtemps ; c'est sur son explication que les avis divergent (MoND, présence d'un halo de matière noire de profil ad hoc, solution hybride).

Dans le post d'Eric Simon sur son blog, le point qu'il met en avant est que cette relation établit une dépendance entre le profil du halo de matière noire et la densité baryonique. Mais il me semble que c'est le cas pour toute fonction g_obs=F(g_bar) respectant les mêmes contraintes et ne dépendant d'aucun autre paramètre que la constante a₀ (il y en a plein dans la littérature).
ça ne serait donc pas un scoop. Mais je peux me tromper (j'attends une réponse d'Eric Simon sur ce point).

PS: désolé, croisement avec le message de mmanu.

**yves95210** · 23/09/2016, 13h08

Envoyé par mmanu_F

Pour ce qui est du lien suggéré dans l'article entre ces "nouvelles" données (en quoi sont-elles nouvelles ? Pourrait-on voir les courbes équivalentes avec les "anciennes" données ? Les 2700 points ont-ils été choisi parmis un ensemble plus grand ?) et le modèle hybride de Blanchet devra encore être préciser par l'intéressé s'il y a lieu...

A propos des données, pour qu'elle soient significatives pour discriminer plusieurs fonctions d'interpolation de MoND, il faut qu'une partie importante des points se situe dans le régime intermédiaire où g_bar est de l'ordre de g₊ (ou a₀ dans la notation MOND), puisque aux extrémités toutes ces fonctions sont asymptotiquement proches par construction.
J'ai téléchargé l'échantillon de données de SPARC utilisé par les auteurs (suffit de suivre les liens à partir de la référence 19 de la publication), mais les points utilisés pour la corrélation sont présentés sous forme d'images (courbe de rotation de 175 galaxies), c'est donc un peu lourd à exploiter, et pas très précis... Ou alors j'ai raté quelque-chose.
Mais sur les quelques courbes que j'ai regardées, il semble bien y avoir un échantillon de points significatif. McGaugh et al. pourraient donc avoir établi une fonction d'interpolation de MoND meilleure que d'autres déjà présentes dans la littérature. Mais sa forme analytique n'est qu'un choix pour coller aux données, rien ne prouve que $\text{[math]}$ soit une loi de la nature...

**Nicophil** · 23/09/2016, 15h38

Envoyé par yves95210

Dans le post d'Eric Simon sur son blog, le point qu'il met en avant est que cette relation établit une dépendance entre le profil du halo de matière noire et la densité baryonique.
ça ne serait donc pas un scoop. Mais je peux me tromper

La non-dépendance entre la masse visible et le profil du halo de matière noire fut jadis présentée comme un argument de poids en faveur de l'hypothèse non-baryonique.
Il se trouve que cette non-dépendance a été largement battue en brèche depuis pas mal de temps mais que le microcosme Futura en a été longtemps tenu ignoré, jusqu'à ce que mmanu poste il y a quelques mois l'article qu'il vient de citer.

**mtheory** · 23/09/2016, 15h44

Envoyé par mmanu_F

Ceci étant quelques remarques à chaud :

Je viens de constater que Famaey avait déjà publié avec McGaugh (la ref est dans l'article avec Blanche que j'ai lié).

Je parle de toute cette histoire avec Benoit dans pas longtemps stay tuned

**Nicophil** · 23/09/2016, 21h45

Milgrom a déjà réagi, pour manifester... son mécontentement ! http://arxiv.org/pdf/1609.06642v1.pdf

**mmanu_F** · 26/09/2016, 19h57

Salut,

une petite piqure de rappel de Sean Carroll, pour ceux qui en auraient besoin (certains blogueurs, peut-être ?

) : la matière noire va bien, merci.

**Gilgamesh** · 26/09/2016, 22h36

Envoyé par mmanu_F

Salut,

une petite piqure de rappel de Sean Carroll, pour ceux qui en auraient besoin (certains blogueurs, peut-être ?

) : la matière noire va bien, merci.

Merci pour cet excellent article, c'est très clair et solidement argumenté.

**Nicophil** · 26/09/2016, 23h01

J'ai beaucoup mieux : le 12 mars 2013, il a carrément publié la photo d'un halo de matière noire !!
http://www.preposterousuniverse.com/...y-dark-matter/

**yves95210** · 27/09/2016, 09h21

Envoyé par Nicophil

J'ai beaucoup mieux : le 12 mars 2013, il a carrément publié la photo d'un halo de matière noire !!

Sauf qu'il s'est lui-même corrigé : "(Update: oops, reading comprehension failure on my part. This is an artist’s conception of hot gas around the Milky Way, not dark matter, as Peter Edmonds pointed out on Twitter. But they look similar!)". Le jour où un quelqu'un prendra une photo d'un halo de matière noire n'est pas près d'arriver, ou alors c'est qu'elle n'est pas si noire que ça

Plus sérieusement, l'article de S. Carroll de 2011 cité par mmanu me semble clore le débat dans le sens suivant : si on pense que l'ensemble des phénomènes observés (courbes de rotation des galaxies, lentilles gravitationnelles avec en particulier le cas du Bullet Cluster, pics du spectre du CMB) ont une explication commune, cette explication ne peut pas être une théorie de gravitation modifiée à la MOND ; alors que la présence de ce que, faute de mieux, on appelle matière noire permet de rendre compte des observations.

Ce qui me gène encore, c'est que,

pour cela on est obligé de faire des hypothèses de modèles de densité de halos d'une matière d'origine inconnue. Sur ce point, l'existence d'une forte corrélation entre profils de densité de matière ordinaire et de matière noire dans les galaxies (que mettait déjà en évidence la règle phénoménologique établie par Milgrom) est quand-même un élément intéressant; ainsi que la présence d'un halo de gaz chaud dont le modèle de densité ressemble à celui de la matière noire.
Est-ce que cela pourrait être des conséquences de la manière dont les galaxies se sont formées ?

D'autre part, en l'absence d'observation directe de la matière noire et de connaissance de sa nature, n'est-il pas prématuré de considérer que l'explication de l'ensemble de ces phénomènes est unique ? Ne pourraient-ils pas avoir des causes différentes, au moins en partie ?

**JPL** · 18/10/2016, 21h18

Pour la suite allez ici : http://forums.futura-sciences.com/co...ere-noire.html.

Corrélation forte entre matière ordinaire et matière noire dans les galaxies spirales

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Stupéfiante corrélation entre matière ordinaire et « matière noire » dans les galaxies spirales

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