Gravité et matière noire : il n'y aurait pas plus simple?

[rom1v]

Salut,

Afin d'expliquer l'attraction plus forte que ce qu'elle ne devrait être dans certaines galaxies, l'hypothèse de la matière noire est avancée.
Pour résumer, c'est la "matière manquante" qui permettrait d'atteindre la gravitation observée.

Ne serait-il pas plus simple d'envisager que G (la constante de gravitation) soit en fait une fonction des variables m1 m2 et d (dans l'équation de Newton) ou d'autres variables? Plutôt que de chercher à trouver la matière manquante qui, passée en paramètre d'une fonction, donne le résultat observé, ne serait-il pas plus naturel de changer la fonction?

Ne serait-il pas possible que nous la considérions comme une constante que parce qu'à notre échelle, elle ne change pas? Tout comme à notre échelle le temps paraît absolu.

Si G était une fonction plutôt qu'une variable, elle pourrait augmenter si m1 et m2 étaient très très grands, ce qui accentuerait davantage la gravitation : ce qui est observé.

En extrapolant, pourquoi ne pas envisager que pour certaines valeurs de m1, m2 et d (ou d'autres variables), elle soit négative... ce qui pourrait expliquer "l'expansion" de l'univers (qui ne serait en fait due qu'à une gravité négative des très grands amas de matière)?

J'imagine qu'il y a de bonnes raisons à cela et que vous allez me les exposer, car avant d'accepter une théorie (matière noire), il faut comprendre pourquoi les théories "plus simples" sont fausses...

Merci d'avance.
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[mariposa]

Salut,

Afin d'expliquer l'attraction plus forte que ce qu'elle ne devrait être dans certaines galaxies, l'hypothèse de la matière noire est avancée.
Pour résumer, c'est la "matière manquante" qui permettrait d'atteindre la gravitation observée.

Ne serait-il pas plus simple d'envisager que G (la constante de gravitation) soit en fait une fonction des variables m1 m2 et d (dans l'équation de Newton) ou d'autres variables? Plutôt que de chercher à trouver la matière manquante qui, passée en paramètre d'une fonction, donne le résultat observé, ne serait-il pas plus naturel de changer la fonction?

Bonjour,

L'idée de modifier la loi de Newton a été effectivement envisagée mais il me semble qu'il y a des faits éxpérimentaux qui montrent que ce n'est pas la bonne solution. D'autres infirmeront ceci ou pas.

[rom1v]

En extrapolant encore (mais là ça serait abuser), à des distances très très petites (de l'ordre de l'atome), G pourrait prendre une valeur énorme... et donc les forces d'interactions fortes et faibles ne seraient qu'un cas particulier de la gravitation... </délire>

Bon je ne suis pas expert en physique (qui a dit ça se voit?), mais j'espère avoir vos arguments contre ma théorie totalement loufoque à laquelle je ne crois pas moi-même...

[rom1v]

Quelqu'un pourrait-il déplacer ce post dans "UNIVERS > Astronomie et Astrophysique" svp?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2303ab1d]

En extrapolant encore (mais là ça serait abuser), à des distances très très petites (de l'ordre de l'atome), G pourrait prendre une valeur énorme... et donc les forces d'interactions fortes et faibles ne seraient qu'un cas particulier de la gravitation

A des distances de l'ordre de l'atome, ce sont forcément des masses de l'ordre de l'atome qui sont en jeu... Donc à cette échelle la force gravitationnelle est insignifiante. Si ce que tu proposes, c'est de modifier la loi de Newton pour rendre la gravité plus forte à très petite échelle, je ne pense pas que çà fonctionne, par exemple parceque l'intensité de l'intéraction forte ne dépend pas de la masse et n'est pas inversement proportionelle à la distance.

[rom1v]

A des distances de l'ordre de l'atome, ce sont forcément des masses de l'ordre de l'atome qui sont en jeu... Donc à cette échelle la force gravitationnelle est insignifiante. Si ce que tu proposes, c'est de modifier la loi de Newton pour rendre la gravité plus forte à très petite échelle, je ne pense pas que çà fonctionne, par exemple parceque l'intensité de l'intéraction forte ne dépend pas de la masse et n'est pas inversement proportionelle à la distance.

Justement, dans ce cas c'est la fonction G qui prendrait largement le dessus sur m1×m2/d², qui elle serait insignifiante… Mais bon c'était vraiment pour extrapoler

[vaincent]

Salut,

Afin d'expliquer l'attraction plus forte que ce qu'elle ne devrait être dans certaines galaxies, l'hypothèse de la matière noire est avancée.
Pour résumer, c'est la "matière manquante" qui permettrait d'atteindre la gravitation observée.

Ne serait-il pas plus simple d'envisager que G (la constante de gravitation) soit en fait une fonction des variables m1 m2 et d (dans l'équation de Newton) ou d'autres variables? Plutôt que de chercher à trouver la matière manquante qui, passée en paramètre d'une fonction, donne le résultat observé, ne serait-il pas plus naturel de changer la fonction?

Ne serait-il pas possible que nous la considérions comme une constante que parce qu'à notre échelle, elle ne change pas? Tout comme à notre échelle le temps paraît absolu.

Si G était une fonction plutôt qu'une variable, elle pourrait augmenter si m1 et m2 étaient très très grands, ce qui accentuerait davantage la gravitation : ce qui est observé.

Bonsoir,

je pense que cela ne résoud pas le problème, car alors, que représenterait physiquement la fonction G(m1,m2) ?

[rom1v]

L'origine physique, je ne sais pas, mais en raisonnant par analogie avec ce qu'il se passe pour le temps : plus tu vas vite, moins tu mets de temps pour te déplacer de A à B (logique) ; mais avec les effets relativistes, si tu vas 2× plus vite, tu mets moins de 2× moins de temps (dans ton référentiel).

Ici on pourrait imaginer qu'avec 2× plus de matière, la gravité soit plus que 2× plus intense… (et ça expliquerait la forte gravité observée pour les galaxies)

[rom1v]

Qu'en pensez-vous?

[bb98]

Bonjour
Bonne intuition !
La théorie "MOND" propose quelque chose de proche :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_MOND

bonne lecture

[Coincoin]

Salut,
La modification de la loi de la gravité est envisagée par certaines théories (MOND, ...), mais ce n'est pas aussi simple. On a de nombreux tests de la gravité : à des échelles de l'ordre du millimètre avec des expériences en labo jusqu'à l'échelle du système solaire et plus (en passant par les expérience en satellite). De plus de nombreuses observations ne sont pas explicables sans faire intervenir de la matière invisible : effets de lentille gravitationnelle fortes dans les amas de galaxie, ...
Au final, la solution la plus simple pour expliquer toutes les observations reste bien de supposer l'existence d'une nouvelle particule (pour laquelle les candidats se comptent en centaines).

Et contrairement à ce que tu disais, l'expansion de l'Univers est tout à fait comprise. C'est une prédiction directe de la relativité générale.

[physikaddict]

Bonjour à tous !
En quoi l'expansion de l'Univers découle-t-elle de la RG ?
Merci CoinCoin =)

[Coincoin]

Lorsque tu appliques les équations de la relativité générale à l'Univers, tu trouves que sa taille varie, suivant son contenu. L'Univers stationnaire n'est qu'un cas particulier instable.
Ça découle directement des équations de base. Il n'y a rien de mystérieux.

[parousky]

Dsl d'interrompre votre discussion mais je me posais la question suivante, en appliquant les lois de Newton sur la gravitation, qu'obtiendrait-on si les deux centres de gravité des deux corps du système étudié étaient confondus ?

[physikaddict]

Merci pour cette reponse!

[Thomas markley]

Salut,
La modification de la loi de la gravité est envisagée par certaines théories (MOND, ...), mais ce n'est pas aussi simple. On a de nombreux tests de la gravité : à des échelles de l'ordre du millimètre avec des expériences en labo jusqu'à l'échelle du système solaire et plus (en passant par les expérience en satellite). De plus de nombreuses observations ne sont pas explicables sans faire intervenir de la matière invisible : effets de lentille gravitationnelle fortes dans les amas de galaxie, ...
Au final, la solution la plus simple pour expliquer toutes les observations reste bien de supposer l'existence d'une nouvelle particule (pour laquelle les candidats se comptent en centaines).

Et contrairement à ce que tu disais, l'expansion de l'Univers est tout à fait comprise. C'est une prédiction directe de la relativité générale.

mais pourquoi donc une matière nécéssairement baryonique? une densification du champs neutre spatial ne serait-il pas bien plus simple?? et surtout cohérente avec la métrique (relative)d'einstein après tout toute matière baryonique etant des sorte de champ de "force",opaque dans le visible.
un grand champs de force neutre (electriquement) ferait bien l'affaire comme champ de force?? avec une densité variable inversement proportionnelle a la présence de matière. plus y'a de matière, de masse, moins ll y a de ce "vide"-là et inversement.

on doit aisément obtenir des effets de lentilles gravitationnelle "important" en fonction de la masse... non??

[Coincoin]

Je ne comprends pas de quoi tu parles. "Champ neutre spatial" ne veut rien dire. Et "champ de force" n'a pas vraiment de sens en physique.

[invite2d9f8ffe]

Bonsoir( car j'arrive tard)
J'ai compris que tu veut dire que G(m,r) est la cause de la coherence des quarks et de l'apparition de la masse manquante.
L'idée de me semble tres aimable et unifie les choses.

Mais si G est G(m,r) c'est que ça valeur pour les galaxies ( grand m) soit le l'opposé de sa valeur pour des petits m (noyaux). C'est a dire si G est grand a l'echelle astronomique elle sera faible a l'echelle atomique est vice versa.
Ce que est pas le cas en la theorie de rom1..

[invite2d9f8ffe]

Bonsoir( car j'arrive tard)
J'ai compris que tu veut dire que G(m,r) est la cause de la coherence des quarks et de l'apparition de la masse manquante.
L'idée de me semble tres aimable et unifie les choses.

Mais si G est G(m,r) c'est que ça valeur pour les galaxies ( grand m) soit le l'opposé de sa valeur pour des petits m (noyaux). C'est a dire si G est grand a l'echelle astronomique elle sera faible a l'echelle atomique est vice versa.
Ce que est pas le cas en cette belle theorie .

[rom1v]

Bonsoir,

je pense que cela ne résoud pas le problème, car alors, que représenterait physiquement la fonction G(m1,m2) ?

Rebonjour,

Je viens d'avoir une autre idée, avec une explication physique de ce que pourrait être G(d, m1, m2) (un peu inspiré du raisonnement chapitre 31 "La possibilité d'un monde fini et cependant non limité" du livre "La relativité" d'Albert Einstein - petite bibliothèque Payot).

Si à partir d'un point on fait partir des segments de longueur r dans toutes les directions, leurs extrémités forment un cercle.

Si l'espace est euclidien, le périmètre du cercle vaut 2πr.
Mais si l'espace est courbé (par exemple une sphère 2D), le périmètre du cercle sera inférieur à 2πr (à cause de la courbure, imaginez-vous un cercle que vous tracez sur une sphère, un rayon qui part "du centre qui est sur la sphère" vers les points du cercle est "courbe").

De la même manière que la surface que nous venons d'imaginer, non euclidienne, est "déformée" par sa structure sphérique (3D), la matière "déforme" l'espace-temps. Et plus il y a de matière, plus l'espace-temps est "déformé". Sur le schéma ci-dessous (dessiné vite-fait à la souris dans Gimp), le premier cas correspond à la déformation par une petite planète, le second cas par un gros astre et le 3e cas à une galaxie (par exemple celle où les étoiles tournent "trop vite" par rapport aux prédictions de Newton, qui mène à l'hypothèse de la matière noire).



Il faut voir les traits noirs comme une coupe d'un plan dessiné dans un espace 3D, qui représente en réalité les 4 dimensions de l'espace-temps.

Dans le cas de la galaxie, l'espace-temps est tellement déformé que le cercle rouge, qui représente la trajectoire des "étoiles qui tournent trop vite", est bien moins grand que sa distance au centre de la galaxie ne pourrait le faire penser (si on est "coincé" dans notre monde 3D ou 4D -si on compte le temps- dont on ne peut pas sortir, tout comme des êtres vivants en 2D sur la sphère de tout à l'heure ne comprendraient pas pourquoi en mesurant le périmètre d'un cercle ils trouveraient une valeur inférieure à 2πr).

En fait, comme on le voit sur le schéma, si les étoiles "tournent trop vite", c'est simplement que la distance parcourue est plus petite que leur distance à la galaxie ne le laisse imaginer (distance < 2πr à cause de la déformation).

(Il faut imaginer le schéma en 5D, 3 dimensions d'espace, 1 de temps et 1 dans lequel les dimensions d'espace et de temps se déforment, tout comme quand on représente les géodésiques sur un trampoline, la présentation du trampoline 2D a besoin d'une 3e dimension pour voir la déformation)

Et donc ça donne une réalité physique à G(d, m1, m2) : m1 et m2 interviennent dans la "déformation" de l'espace-temps, et d donne le rayon de l'orbite de l'étoile. G() se contente donc de prendre en compte la déformation pour calculer le périmètre "réel" de l'orbite (forcément inférieur à 2πr).

Qu'en pensez-vous?

[rom1v]

J'ai oublé de préciser : Ce "rétrécissement" d'orbite ne serait décelable que si la gravité est très importante (forte déformation), sinon elle passerait inaperçue, ce qu'on observe dans la majorité des cas.

[rom1v]

Non, personne n'en pense rien?

[invite8ef897e4]

Non, personne n'en pense rien?

Il n'y a pas grand chose a dire. C'est une vague idee, approximativement qualitative, faiblement inspiree d'une comprehension superficielle de la relativite generale. D'un autre cote, on a des calculs precis, avec une liste d'approximations bien definie, dans le cadre de la relativite generale, qui predisent l'existence de matiere noire. Je ne vois pas que la comparaison justifie ne serait-ce que d'essayer d'approfondir l'idee proposee.

On peut s'attaquer soit a la relativite generale elle-meme (la modifier), soit aux hypotheses qui sont utilisees dans les calculs que je cite plus haut. Il n'est meme pas clair pour moi quelle alternative est propose dans le message #20.