Matière Noire et Onde Gravitationnelle lente

[tududidu]

Bonjour,

Est-il possible que la Matière Noire soit une sorte d'onde gravitationnelle très "lente" ?

Comme après tout, lorsqu'on observe des collisions de galaxies, on observe la matière Noire de chacune des galaxies qui "continue tout droit" (si j'ai bien compris...), je me demandais si on pouvait interpréter ça comme, disons, que la matière noire était un peu "lente à percuter ce qui se passe" (elle serait un peu comme moi avec la Physique en quelque sorte...du coup, je la trouverais vraiment très cool, moi, cette Matière Noire)

De plus, j'imaginais dans l'hypothèse (farfelue?) que les objets stellaires et galactiques perdaient une partie de leur masse au cours du temps (par émission de rayonnement électromagnétique, de particules énergétiques par exemple... lesquels rayonnements vont à la vitesse c) :
je me disais alors que si l'onde gravitationnelle était vraiment beaucoup plus lente que c à l'échelle de la galaxie, une étoile qui serait en périphérie de la galaxie verrait alors la masse du noyau galactique telle qu'elle était dans le passé (enfin, disons, plus loin dans le passé que le passé que l'étoile verrait si l'onde voyageait à la vitesse c).
Et donc, cette étoile verrait la masse de la galaxie plus grande que cette dernière ne l'est réellement "aujourd'hui" ("aujourd’hui" voyageant à la vitesse c bien sûr...)
Evidemment c'est dans l'hypothèse (farfelue?) où les objets stellaires auraient diffusé une bonne partie de leur masse par rayonnement (hors gravitationnel) au cours du temps...

Merci.
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[tududidu]

En gros, la Matière Noire serait alors une sorte d'artéfact du passé des masses des corps célestes...

Merci

[Deedee81]

Salut,

Evidemment tout est possible, mais en l'état actuel des connaissances non car :

- Les ondes gravitationnelles vont toujours à c.
- Ce n'est pas parce qu'elles seraient lentes qu'elles mettraient du temps à réagir (bien qu'en l'espèce, ce phénomène de matière noire qui continue après la collision est due à l'absence de viscosité de la matière noire. Et des ondes gravitationnelles n'ont pas de viscosité. Mais peu importe leur vitesse dans ce cas)
- La matière noire qu continue sur son trajet finit par retomber sur les galaxies, par simple attraction gravitationnelle, où elle finit par se stabiliser (par viscosité dynamique). Sinon la matière noire serait rare dans les galaxies et répartie à peu près uniformément dans l'univers (et dans ce cas on ne saurait même pas qu'elle existe !!!)
- la matière noire exerce une attraction gravitationnelle, ce qui implique une grande énergie. Or les ondes gravitationnelles sont très très faibles (sinon on aurait réussi à les détecter depuis longtemps avec les détecteurs LIGO ou VIRGO). Il y a même des limites théoriques à leur intensité (à l'émission).
- La matière noire provoque aussi des effets de lentille gravitationnelle. Même problème, sauf qu'il faudrait expliquer comment un phénomène physique totalement différent de la matière (les ondes gravitationnelles) explique de la même manière deux phénomènes physiques (attraction gravitationnelle et effet de lentille) de manière identique. Comme "si" elle simulait parfaitement la matière !
- Pour ce qui est de la fin de ton explication, il faut bien savoir qu'en l'absence de collision, les effets de la gravité sont stationnaires (les ondes gravitationnelles sont d'ailleurs difficile à produire pour une raison analogue), ce qui veut dire que peu importe la vitesse des ondes gravitationnelles : l'effet est le même (les planètes tourneraient exactement de la même manière par exemple).

Je ne suis même pas certain d'avoir été exhaustif.

Enfin, comme je le rappelle souvent : on n'a pas besoin d'hypothèses sur la matière noire. Des hypothèses on en a déjà de trop. Beaucoup trop. Ce dont on a besoin c'est des observations.

[ansset]

on en revient ( mais je suis pour ) relatif à la dualité
gravitation/ondes gravitationnelle.

que pour ma part je résume en ( simplifié ):
-gravitation = déformation de l'épace temps .... question de topologie de l'espace temps mais état à un uinstant t !
-ondes gravitationnelles = modification et transmission de celle ci à vitesse c .

c'est d'ailleurs pour celà que ces "ondes" ne soit visibles que très difficilement à grande échelle.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tududidu]

Merci pour ces éclaircissements

Mais il y'a quelque-chose de l'ordre de la physique de base que je ne comprends pas très bien.

C'est lorsque tu dis "Ce n'est pas parce qu'elles seraient lentes qu'elles mettraient du temps à réagir"
ou encore "les effets de la gravité sont stationnaires ce qui veut dire que peu importe la vitesse des ondes gravitationnelles : l'effet est le même (les planètes tourneraient exactement de la même manière par exemple)"

Si par exemple l'onde gravitationnelle, stationnaire, se propageait à la vitesse de l'escargot dans le système solaire, ça ne changerait rien, a priori, aux mouvements des planètes ? (Idem au niveau des interactions entre planètes ?)

Du coup ma question devient : si la relativité affirme que l'information ne peut pas se déplacer au delà de la vitesse limite c, qu'est ce qui impose que l'information gravitationnelle ne peut pas se propager à des vitesses en deçà de cette limite ?

( Et je ne suis pas sûr de bien saisir le terme "onde gravitationnelle":
Je pensais tout bêtement que cette onde portait l'information par exemple du potentiel et du champ gravitationnel newtonien (dans le cadre de la physique classique), mais qu'à la différence des équations de Newton, dans lesquelles l’interaction gravitationnelle est instantanée, cette onde se propagerait à la vitesse c. )

[invite23876543123]

Du coup ma question devient : si la relativité affirme que l'information ne peut pas se déplacer au delà de la vitesse limite c, qu'est ce qui impose que l'information gravitationnelle ne peut pas se propager à des vitesses en deçà de cette limite ?

( Et je ne suis pas sûr de bien saisir le terme "onde gravitationnelle":
Je pensais tout bêtement que cette onde portait l'information par exemple du potentiel et du champ gravitationnel newtonien (dans le cadre de la physique classique), mais qu'à la différence des équations de Newton, dans lesquelles l’interaction gravitationnelle est instantanée, cette onde se propagerait à la vitesse c. )

C'est parce qu'elle est véhiculé par l'hypothétique graviton de spin 2 et de masse nulle ! Mais même sans ça on calcule que la vitesse à laquelle se ferait le changement de gravitation est C !

Sinon est-ce que les ondes gravitationnelles ne peuvent pas être ralentit dans un certain milieu d'indice gravitationnel différent de celui du vide ?

[ansset]

le message précédent ( ou plutôt sa simplification )
ne regarde que moi , je ne prétend rien .

[Garion]

Si par exemple l'onde gravitationnelle, stationnaire, se propageait à la vitesse de l'escargot dans le système solaire, ça ne changerait rien, a priori, aux mouvements des planètes ? (Idem au niveau des interactions entre planètes ?)

La gravité se transmet très bien sans onde gravitationnelle.
Les ondes gravitationnelles ne sont qu'une modification périodique du champs de gravité.

[tududidu]

le message précédent ( ou plutôt sa simplification )
ne regarde que moi , je ne prétend rien .

oui en effet, merci!

[Deedee81]

Salut,

Si par exemple l'onde gravitationnelle, stationnaire, se propageait à la vitesse de l'escargot dans le système solaire, ça ne changerait rien, a priori, aux mouvements des planètes ? (Idem au niveau des interactions entre planètes ?)

Je confirme la réponse de Garion : ça ne changerait rien.

P.S. : une onde stationnaire ne se propage pas du tout

Du coup ma question devient : si la relativité affirme que l'information ne peut pas se déplacer au delà de la vitesse limite c, qu'est ce qui impose que l'information gravitationnelle ne peut pas se propager à des vitesses en deçà de cette limite ?

Rien (si ce n'est que la théorie ne donne pas ce résultat, théorie par ailleurs extrêmement bien validée expérimentalement).

Note que la vitesse des ondes gravitationnelles na pas (encore) été mesurée. Les vérifications de l'existence sont sûres et précises mais indirectes (ralentissement des pulsars binaires par émission d'ondes gravitationnelles) mais ne donnent pas cette vitesse.

( Et je ne suis pas sûr de bien saisir le terme "onde gravitationnelle":
Je pensais tout bêtement que cette onde portait l'information par exemple du potentiel et du champ gravitationnel newtonien (dans le cadre de la physique classique), mais qu'à la différence des équations de Newton, dans lesquelles l’interaction gravitationnelle est instantanée, cette onde se propagerait à la vitesse c. )

Je vais faire une analogie et citer une différence importante : les ondes électromagnétiques (la lumière).

L'interaction entre deux aimants (par exemple) qui se repoussent ou s'attirent ne nécessite pas l'échange d'ondes électromagnétiques entre les aimants. On a juste un champ magnétique. L'onde électromagnétique elle est constituée d'un champ magnétique (et un électrique) variant périodiquement et de concert dans l'espace et le temps (propagation de la variation périodique et non pas du champ lui-même).

La différence entre champ gravitationnel et ondes gravitationnelle est tout à fait identique.

Il y a bien sûr des différences (les ondes EM sont vectorielles, les ondes grav sont tensorielles, les ondes EM ont deux composantes : électriques et magnétiques, les ondes grav ont juste la déformation de l'espace-temps, les ondes EM se propagent dans l'espace-temps, les ondes grav sont la déformation de cet espace-temps, les ondes EM sont produites par les charges électriques en mouvement, les ondes grav par des masses en mouvement).

Mais il y a une différence majeure (malheureusement assez difficile à expliquer) : les ondes gravitationnelles sont obligatoirement quadrupolaire (c'est lié à la géométrie de l'espace-temps) et donc très difficiles à produire et toujours de faible intensité. Alors que les ondes EM sont faciles à produire.

[Xoxopixo]

Bonjour,

les ondes EM se propagent dans l'espace-temps, les ondes grav sont la déformation de cet espace-temps

Pour compléter, d'un point de vue rigoureux, les ondes electromagnétiques elles-même ne déforment-elles pas aussi (légèrement) l'espace-temps ?
Les photons ont certes (jusqu'à preuve du contraire), une masse nulle, mais ils "ont" une énergie sous forme d'impulsion (quantité de mouvement).

[Deedee81]

Salut,

Pour compléter, d'un point de vue rigoureux, les ondes electromagnétiques elles-même ne déforment-elles pas aussi (légèrement) l'espace-temps ?
Les photons ont certes (jusqu'à preuve du contraire), une masse nulle, mais ils "ont" une énergie sous forme d'impulsion (quantité de mouvement).

Oui, tout à fait. Enfin, en théorie..... Personne n'a jamais pu mesurer, même indirectement (par l'astrophysique), la gravitation produite par les ondes électromagnétiques.

Ca me fait penser à une chose amusante : prenons des ondes gravitationnelles. Supposons qu'on concentre ces ondes (par exemple, on en produit énormément par fusions de trous noirs et on les dévie concentre avec des lentilles gravitationnelles). Alors, en théorie, ces ondes gravitationnelles concentrées pourraient former.... un trou noir ! Un trou noir vide, sans matière, sans ondes EM, rien que de l'espace-temps.

Ca fait fichtrement réfléchir (enfin, moi je trouve ).

[invite23876543123]

Oui mais alors exit la théorie de l'étoile gelée ... non ?

[Xoxopixo]

Oui, tout à fait. Enfin, en théorie..... Personne n'a jamais pu mesurer, même indirectement (par l'astrophysique), la gravitation produite par les ondes électromagnétiques.

Merci Deedee pour cette confirmation théorique.

Ca me fait penser à une chose amusante : prenons des ondes gravitationnelles. Supposons qu'on concentre ces ondes (par exemple, on en produit énormément par fusions de trous noirs et on les dévie concentre avec des lentilles gravitationnelles). Alors, en théorie, ces ondes gravitationnelles concentrées pourraient former.... un trou noir ! Un trou noir vide, sans matière, sans ondes EM, rien que de l'espace-temps.

Ca fait fichtrement réfléchir (enfin, moi je trouve ).

Ici, c'est un peu comme les trous de vers, qui sont théoriquement possibles, mais pour lesquels les mécanismes de formation envisagés paraissent très spéculatif, voir improbable.
Mais c'est vrai, il me semble, qu'on ne sait pas grand chose d'un point de vue observationel sur les ondes gravitationelles (ne serait-ce que leur répartition dans l'espace), pour envisager un mécanisme d'interaction massif de ces "ondes".

Cela dit, ni R.Vogt ni K.Thorne ni J.Wheeler ne savent ce qui se passe dans l'espace lorsque deux trous noirs entrent en collision.
Nous savons seulement ce que nous laisse entrevoir la cosmologie et la physique des particules élémentaires.

Nous savons que les ondes gravitationnelles n'interagissent quasiment pas avec la matière.

Ce rayonnement se libéra très tôt de la Grande unification des forces, précédant les neutrinos, quelque 10-44 sec après le Big Bang, lorsque la température était de 1032 K.
Leur détection à une température de 1 K apportera des renseignements très précieux pour toute l'astronomie. Les ondes gravitationnelles permettront de comprendre la structure des trous noirs en libérant les "censures cosmiques" de Penrose et permettront d'affiner les modèles de l'évolution stellaire.

http://www.astrosurf.com/luxorion/re...nerale-ex5.htm