Antimatière antigravitationnelle: la plus grande révolution physique si confirmée?

[Olorin]

Bonjour à tous,

J'ai récemment eu écho des travaux d'un certain Dragan Hadjukovic, un chercheur basé au CERN, qui en postulant la simple hypothèse d'un comportement de répulsion gravitationnelle entre matière et antimatière arrive à expliquer la phénoménologie de "matière noire", celle d'"énergie sombre" et cerise sur le gâteau, explique la dominance de la matière sur l'antimatière de notre univers et se passe d'inflation pour décrire l’homogénéité de l'univers au moment de la recombinaison. Si une idée simple a un tel pouvoir explicatif, les chances doivent être grande que l'idée en question soit la bonne.

Elle s'appuie de plus sur la polarisation du vide quantique par un champ de gravité par analogie à la polarisation du vide quantique par un champ électrique: le vide étant constitué de paires virtuelles particule/anti-particule , un champ électrique le polarise, et le champ de polarisation induit s'oppose au champ électrique appliqué, mais si en plus les masses graves associées aux paires sont de signes opposés, alors un champ gravitationnel polarise le vide également sauf que dans ce cas le champ induit s'ajoute au champ appliqué: la force de gravitation est plus intense sur les longues distances, comme observé (phénoménologie "matière noire").

Pour l'énergie sombre le raisonnement est le suivant: les régions de fort champ gravitationnels (cas extrêmes: trous noirs) sont des fontaines à antimatière: le champ est tellement intense qu'il "claque" le vide gravitationnellement, de façon analogue a ce que pourrait faire un champ électrique intense à la limite de Schwinger. La masse du trou noir est alors convertie en antimatière qui est violemment expulsée et voyage ( par répulsion gravitationnelle) jusqu’à des zones pauvres en matière ou elle peut survivre (pas d'annihilation): comme la contribution gravitationnelle y est négative, il y a expansion dans ces zones, c'est l'énergie sombre. De plus le calcul de la contribution du vide à la constante cosmologique est désormais compatible avec la valeur observée (plus de catastrophe à 120 ordres de grandeurs).

Enfin, l'univers actuel est dominé par la matière car l'univers précédent (terminé en big crunch) était dominé par l'antimatière: lors d'un big crunch, l'univers devient tellement dense qu'il converti toute sa matière (ou antimatière) en antimatière (ou matière) par le phénomène de Schwinger. La taille du "trou noir primordial" serai compatible avec la taille de l'univers au moment de la recombinaison, supprimant ainsi le besoin d'inflation.

Je pense que l'idée est séduisante, mais qu’elle doit être considérablement développée: qu'est ce que cela signifie pour la stabilité d'un trou noir? Deviendraient-ils des objets non singuliers? Quid des sursauts gamma qui n'auraient plus besoin de trous noirs chargés comme source d'énergie (n’importe quel trou noir pourrait faire l'affaire). Et puis dans le cadre de l'unification des interactions, on aurait une piste prometteuse, puisque l'assymetrie entre charges existerait désormais aussi entre les masses graves. Conséquences étonnantes: un champ électrique devient un champ gravitationnel et vice-versa ! un conducteur chargé négativement écrante le champ de gravité alentour, un champ gravitationnel polarise le vide est se converti en champ électrique ! Je pense que c'est une des théories les plus prometteuses à explorer à la fois d'un point de vue théorique, fondamental, mais aussi pour les prouesses technologiques qu'elle pourrait ouvrir ( Star wars, nous voilà!). Et vous qu'en pensez vous?
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[noir_ecaille]

Peut-être faites-vous écho de cette publication sur ArXiv : http://arxiv.org/ftp/gr-qc/papers/0602/0602041.pdf

Je n'ai pas lu toute l'introduction et je comprends ça davantage comme une spéculation qui devra être testée/mesurée en laboratoire que comme une révolution en marche.

[Pio2001]

Intéressant.
Peut-être que les expériences avec les atomes d'anti-hydrogène pourront confirmer ou infirmer le sens de la chute de l'antimatière. On n'en est pas loin.

D'un autre côté, une analyse quantitative des arguments de Dragan Hajdukovic (le j est avant le d, si vous voulez le chercher sur scholar.google) pourrait montrer si tous ces résultats miraculeux sont le fruit d'ajustements ad hoc, ou s'il y a réellement un ajustement forcé de tous les paramètres (pourcentage de matière noire, pourcentage d'énergie noire, inflation...), ce qui serait un indice en faveur de cette hypothèse.

[Olorin]

Oui, c'est bien ce chercheur dont je parlais. Il a écrit d'autres articles sur les aspects de polarisation du vide et ses conséquences astrophysiques/cosmologiques en plus des propositions de test expérimentaux. Et c'est vrai aussi qu'on devrait être fixé sur cette antigravité assez tôt grâce aux expériences AEGIS/ALPHA du Cern en cours. Mais d'emblée, cette hypothèse me semble être tellement puissante en conséquences explicatives que ça me semblerai bizarre qu'elle soit fausse, on fait rien de mieux en terme de "rasoir d'Occam", d'où mes interrogations par rapport à ses futurs développements et applications.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Il faut beaucoup se méfier (et donc l'expérience en cours sera cruciale). Les hypothèses élégantes et explicatives ne sont pas nouvelles et ne sont pas toujours correctes (même si c'est au départ un bon indicateur). Par le passé, il y a avait déjà eut une tentative dans ce genre. C'était une reformulation du lien matière <-> antimatière ayant des conséquences extraordinaires (je ne connais pas les détails techniques je sais juste que cela remettait en cause la simple ré-expression des états d'énergie négative par symétrie CPT et cela faisait intervenit la gravité). Par exemple, elle expliquait l'origine de la violation CP et avait même des implications dans l'hypothèse des univers jumeaux pouvant expliquer la matière noire. Et là aussi il y avait répulsion gravitationnelle matière - antimatière.

Cette hypothèse impliquait, par exemple, que le méson B devait violer plus fortement la symétrie CP car il a une masse plus grande. Malheureusement, l'expérience Babar a dû en décevoir plus d'un : la violation est plus faible, comme le prévoit la théorie "orthodoxe" (on sait combien il est exaspérant d'avoir des expériences toujours en accord avec un modèle que l'on sait incomplet). De plus, la distribution de matière noire montre que si un tel univers jumeaux existe il ne ressemble pas du tout à un jumeau, ou alors un jumeau comme dans le film "le monstre"

Bref, jolie idée, mais fausse.

Ici, il faudra voir. L'expérience AEGIS/ALPHA c'est imminent. On sera vite fixé.

[azizovsky]

Salut, si j'ai bien compris, il y'a une susceptibilité gravitationnelle càd , pour l'antimatière (diagravitique) et avec comme facteur de la théorie MOND .

[azizovsky]

Salut, si j'ai bien compris, il y'a une susceptibilité gravitationnelle càd , pour l'antimatière (diagravitique) et avec comme facteur de la théorie MOND .

désolé, je voulais dire
dans la théorie MOND pour les grandes distance.

[azizovsky]

Bonsoir, pour un 'diagravitique' parfait (un supraX ) il y'a expulsion du champs gravitaionnel (effet ), c'est ce qui se passe entre un trou noir et antimatière si j'ai compris quelque chose.

[Olorin]

Désolé de revenir aussi tard sur le fil de la discussion, mais oui, c'est tout à fait ça: les équations de MOND s’interprètent immédiatement par un effet de polarisation induite par des dipôles "digravifiques", par analogie aux dipôles diélectriques: il y a "anti-écrantage" du champ gravitationnel et donc amplification du champ à grande distance, ce qui correspond exactement à la phénoménologie dite de "matière sombre". Les relations des deux posts précédents sont bien correctes: la susceptibilité "digravifique" est bien négative, car il y a anti-écrantage du champ.

[Deedee81]

Salut,

ce qui correspond exactement à la phénoménologie dite de "matière sombre"

Tu es sûr ? Comment expliques-tu ainsi les ponts de matière noire entre galaxies proches ou les halos de matière noire qui continuent sur leur lancée dans les collisions de galaxie ou encore les galaxies naines riches en matière noire versus des galaxies naines pauvres en matière noire ?

[invite77389699]

Ici, il faudra voir. L'expérience AEGIS/ALPHA c'est imminent. On sera vite fixé.

Bonjour, Un lien SVP?

[invite77389699]

OK j'ai trouvé passionnant.

[Deedee81]

Salut,

Bonjour, Un lien SVP?

Il y a les sites du cern, mais plus moyen de me souvenir où j'ai lu que le résultat était imminent. Je ne sais plus si c'est dans une actu, sur le site du CERN ou dans PLS. Désolé

[invite51d17075]

bjr Deedee ;
j'ai vu passer cela ici : ( expérience GBAR )
http://forums.futura-sciences.com/co...ence-gbar.html

[invite0bbe92c0]

bjr Deedee ;
j'ai vu passer cela ici : ( expérience GBAR )
http://forums.futura-sciences.com/co...ence-gbar.html

Oui, mais concernant Aegis, rien de neuf sur le site depuis 2014.

[invite51d17075]

Oui, mais concernant Aegis, rien de neuf sur le site depuis 2014.

exact, avec donc deux hypothèses.
-arrêt de Aesis pour raison x ou y et remplacement par GBAR.
-deux expériences en parallèle.

mais le coté "no news" laisse penser à la première hypothèse. ( sans certitude bien sur )

[Olorin]

En ce qui concerne les ponts de "matière noire" et les indices de détection indirecte type bullet cluster, il me semblent que MOND plus de la matière noire chaude composé de neutrinos autour de 1-2 eV permettent de rendre compte des cartes de gravitation telles que déduites des effets de lentilles gravitationnelles. Il faut aussi préciser que, bien que MOND excelle à l’échelle des galaxies dans ses prédictions des courbes de rotations, de Tully-Fischer, des stats pour les galaxies naines satellites etc... on sait aussi qu'elle est mise en difficulté dans les amas, ce qui implique nécessairement la présence de "matière noire", mais pas nécessairement sous une forme trop exotique comme c'est le cas dans le cadre de l'hypothèse de matière noire froide, et dans des quantités qui reste modeste, de l'ordre de la quantité de masse visible contre 9 ou 10 en ce qui concerne la matière noire froide.
En ce qui concerne le comportement des photons dans le cadre d'une antimatière anti-gravitationnelle, si on considère que dans le cadre de la théorie quantique des champs le photon n'est qu'un état d'excitation du champ EM composé de paires virtuelles, et bien le photon est analogue à un dipôle virtuel, et on pourrait suggérer que dans le cas d'un champ de gravité de matière, c'est le pôle "matière" qui s'oriente vers la source de gravitation, donc attraction, et si la source est faite d'antimatière, le pôle "anti-matière" s'oriente vers la source, avec attraction également. Je dis ça sans condescendance, c'est juste la manière dont je vois la solution à cette question.

[Deedee81]

Salut,

En ce qui concerne les ponts de "matière noire" et les indices de détection indirecte type bullet cluster, il me semblent que MOND plus de la matière noire chaude composé de neutrinos autour de 1-2 eV permettent de rendre compte des cartes de gravitation telles que déduites des effets de lentilles gravitationnelles.

MOND est une théorie modifiée de la gravité. A distribution de matière identique elle doit donc donner des effets gravitationnels identiques.
Comment, dans ce cas, la théorie MOND pourrait elle expliquer à la fois la présence de ponts et l'absence de ponts (ça dépend des cas) entre deux galaxies proches ?!!!!!
Idem pour les naines riches en matière noire et les naines pauvres en matière noire. Ou les halos qui se séparent de leur galaxie !!!!

En ce qui concerne le comportement des photons dans le cadre d'une antimatière anti-gravitationnelle, si on considère que dans le cadre de la théorie quantique des champs le photon n'est qu'un état d'excitation du champ EM composé de paires virtuelles, et bien le photon est analogue à un dipôle virtuel, et on pourrait suggérer que dans le cas d'un champ de gravité de matière, c'est le pôle "matière" qui s'oriente vers la source de gravitation, donc attraction, et si la source est faite d'antimatière, le pôle "anti-matière" s'oriente vers la source, avec attraction également. Je dis ça sans condescendance, c'est juste la manière dont je vois la solution à cette question.

Je ne suis pas sûr de bien comprendre ton explication mais ça ressemble assez aux théories bimétriques (une métrique matière et une antimatière). Elles doivent en effet répondre à mon objection sur les photons mais je n'en suis pas sûr (je ne maîtrise pas assez).

[invite51d17075]

exact, avec donc deux hypothèses.
-arrêt de Aesis pour raison x ou y et remplacement par GBAR.
-deux expériences en parallèle.

mais le coté "no news" laisse penser à la première hypothèse. ( sans certitude bien sur )

Site du Cern ( mars 2017 ) : ( dans l'article sur GBAR )
"Cinq autre expériences sont installées auprès du Décélérateur d'antiprotons, dont deux, AEGIS et ALPHA, étudient aussi l'effet de la gravité sur l'antimatière."

Donc AEGIS n'est pas abandonnée.

[Olorin]

MOND est une théorie modifiée de la gravité, certes, mais n'exclu pas totalement l'existence de "matière noire" sous une forme particulière et moins exotique que l'hypothèse matière noire froide, exemple: neutrinos stériles ou classiques. Les effets de halos et de filaments sont dans ce cadre expliqués par la présence de "matière noire" sous la forme de neutrinos plus MOND.

[invite51d17075]

bonjour Olorin,
j'ai du mal à voir le lien avec le sujet du fil.
peux tu être plus explicite ?
merci

[Olorin]

Je répondais aux objections de Deedee quant au supposées difficultés pour MOND d'expliquer la non-concordance entre sources de matière/sources de gravitation dans certains cas fameux, bullet cluster entre autre. Il y a aussi le cas du photon et de son éventuel différence de comportement dans des champs gravitationnels du à la matière ou à l'antimatière.

[invite77389699]

Ce qui parait dingue c'est qu'on n'ai pas songé à faire plus tôt ce genre d'expérience, car il y a bien longtemps que l'on sait produire et manipuler de l'antimatière par exemple le PET scan utilisé tous les jours en médecine. On pourrait parier sur le sujet? Personnellement je dirais NON pas d'antigravité.

[papy-alain]

Ce qui parait dingue c'est qu'on n'ai pas songé à faire plus tôt ce genre d'expérience, car il y a bien longtemps que l'on sait produire et manipuler de l'antimatière par exemple le PET scan utilisé tous les jours en médecine.

Ca n'a pas l'air aussi évident, car cela fait plusieurs années que l'expérience est en cours.

On pourrait parier sur le sujet ?

Ce n'est pas dans la charte, mais je pense que les paris sont interdits.

[pascelus]

Comme l'a dit Gilgamesh ici, ce n'est pas aussi simple de produire de l'anti-matière et surtout de la stocker...

[Olorin]

Je rejoins Papy-Alain quant à la difficulté de réaliser ce type d’expérience. Mais elles sont en cours et la précision s'améliorant, livreront sans aucun doute des résultats. Je pense qu'il ne faut pas attendre un résultat positif pour commencer à développer toute les conséquences théoriques d'une antimatière antigravitationnelle, y compris la violation du principe d'équivalence faible ( à une valeur absolue près). J'ai pour ma part peu de doute quant à la très forte probabilité d'un résultat positif, cette théorie semblant être la voie la plus prometteuse pour la résolution d'un grand nombre de problèmes fondamentaux. Elle ouvre aussi des pistes nouvelles dans la recherche d'une théorie quantique de la gravité dont la clé serait le comportement gravitationnel du vide quantique en parallèle de son comportement électromagnétique.

[invite51d17075]

pour quel résultat, ce serait pour toi "positif" ?

[invite6486d7bd]

Concernant l’expérience GBAR il y a quand même quelque-chose qui m'intrigue.
Ici, il est question de déterminer la valeur de g "pour l'antimatière" à 1% près.
On peut alors trouver une valeur de g plus grande, plus petite ou égale à celle observée pour de la matière.

Mais ce qui m'embête dans le raisonnement c'est, il me semble, qu'on fait alors un raccourci sur la conclusion que l'on pourrait tirer de l'observation.
Le problème que je vois, c'est qu'il est question de mesurer ce qu'on appelle "g barre" dans un champ gravitationnel commun (issu de la matière...)
Mais, il n'est pas question de mesurer "g barre" dans un champ antigravitationnel (issu de l'antimatière).

A celà s'ajoute le problème de la petitesse de l'effet éventuellement induit par l'anti-atome (et tout aussi petit pour un atome probablement).
Pour visualiser le phénomène, j'imagine alors le fameux modèle de la nappe tendue, sur laquelle sont posées les "masses" (puisque la question de fond est celle de la masse)
Le champ gravitationnel terrestre (utilisée dans l'experience) peut être alors vu comme un puit (qu'on appele "bas" pour les besoins dans le raisonnement).
On pose alors un atome sur cette nappe, et pour l'atome... nous ne savons pas vraiment ce qui se passe en terme de courbure (c'est spéculatif).
Néanmoins, pour ce qui est de la masse, on sait que "l'attraction" se fera vers le fond du puits.
Cette accélération, et c'est bien ce qui est mesuré dans GBAR, est-elle relative au "micro-puit" produit par l'atome ? (et son inertie déterminée par la masse...)
Ou alors est-elle uniquement, ou majoritairement relative au puits produit par la Terre ?
Dans ce cas de figure, l'anti-atome pourrait tout à fait se comporter comme l'atome, c'est à dire suivre la trajectoire du puits et même faire preuve de la même inertie, ALORS que l'anti-atome produirait un "micro-puit" dans le sens inverse à celui de l'atome.
Si par exemple l'anti-atome produit un micro-puits inversé (une bosse) sur la nappe, celui-ci étant d'une intensité très très faible, cette "variation" serait gommée par la variation d'intensité du champ terrestre, faisant que l'anti-atome suivrait sensiblement le même chemin qu'un atome.

Donc si g barre vaut g, ceci n'indique pas, à mon avis, qu'il n'y a pas de différence entre la courbure de l'espace-temps autour d'un atome et d'un anti-atome, mais que leur inertie est la même. (d'où le parallèle à faire peut-être avec les connaissances que nous avons aujourd'hui sur le Boson de Higgs).

[papy-alain]

Le problème est que l'analogie de ta nappe n'est pas valable. L'expérience doit se faire avec des antiatomes d'hydrogène qui seront décélérés jusqu'à un demi-mètre par seconde. Pour un atome ordinaire, la chute est d'une vingtaine de cm. Pour un antiatome, eh bien, on verra ce qui se passe. Rien ne sert d'imaginer des conclusions hâtives. Après, 4 autres expériences sont prévues, avec des modes opératoires différents. Ce n'est qu'après que les interprétations des résultats pourront se faire. Wait & see.

[moijdikssékool]

Si par exemple l'anti-atome produit un micro-puits inversé (une bosse) sur la nappe, celui-ci étant d'une intensité très très faible, cette "variation" serait gommée par la variation d'intensité du champ terrestre, faisant que l'anti-atome suivrait sensiblement le même chemin qu'un atome

mouais, je ne sais si on peut parler du 'principe d'équivalence' pour la particule: pour elle, les courbures de l'espace serait inversées, elle verrait la Terre comme une bosse. A priori, pour que les deux points de vue donnent le même résultat, il faut que particule et antiparticules provoquent le même sens de courbure