Bonjour à tous!
L'observation semble montrer que les amas de galaxies baignent dans de gigantesques halos de cette fameuse matière noire tant recherchée. Elle semble même se localiser préférentiellement en périphérie et au delà des centres galactiques.
Or selon le modèle CDM, notre système solaire devrait en être "inondé", ce qui ne correspond pas aux observations qui, au contraire, la donne minoritaire localement.
Avez-vous des précisions concernant cette contradiction?
Merci
On donne en général à la densité de MN un profil "virielisé" (modèle NFW). On modélise de la sorte le profil relaxé (cad à l'état stationnaire) d'un gaz de particules massives sans collision, dans lequel classiquement l'énergie gravitationnelle représente 2 fois l'énergie cinétique (viriel). La densité de matière noire est donc plus élevée au sein des galaxies que dans le halo.Envoyé par pascelus
Les systèmes stellaires sont des îlots de baryons : localement la densité baryonique est très supérieure à celle de a MN. Mais elle n'en reste pas moins présente en toute hypothèse. La densité prédite est de l'ordre de 0.3 GeV/cm3 dans le système solaire. Et c'est bien parce que selon cette hypothèse les WIMPS "inondent" le système solaire qu'on a un espoir de les détecter.Or selon le modèle CDM, notre système solaire devrait en être "inondé", ce qui ne correspond pas aux observations qui, au contraire, la donne minoritaire localement.
Avez-vous des précisions concernant cette contradiction?
Dernière modification par Gilgamesh ; 16/03/2015 à 04h31.
Parcours Etranges
Est-ce qu'on sait si la matière noire suit le mouvement global de rotation de la galaxie ? (ou qu'on suppose, hein, je ne m'attends pas à des certitudes ...)
un article de la recherche de 2012 illustre bien la question :
http://www.larecherche.fr/actualite/...-05-2012-91113
Bien que minoritaire ne devrait-on pas constater ses effets gravitationnels sur les mouvements orbitaux des planètes du système solaire?
La masse de la matière noire contenue dans une bulle de rayon égale à l'orbite de Neptune (~ 4.1038 m3) représente la masse d'un petit astéroïde (~ un millième de la masse de Vesta). C'est donc en soi parfaitement négligeable. Et par ailleurs, le gradient de densité est nul pour un volume aussi petit donc ne produit aucun effet de marée.
edit : ceci dit l'effet a été recherché
Constraints on Dark Matter in the Solar System
Dernière modification par Gilgamesh ; 16/03/2015 à 04h13.
Parcours Etranges
Oui, forcément, la matière noire orbite comme tout le reste. Sinon, elle finirait en chute libre au centre, pour former un trou noir.
Parcours Etranges
Oui, mais chaque particule pourrait avoir sa propre orbite, l'ensemble étant aléatoire, ou l'ensemble pourrait accompagner la galaxie dans son mouvement de rotation.
Et je ne sais pas ce que dit la RG à ce sujet (accélération d'entrainement ?)
Il me semble que ça doit changer les choses quand aux chances qu'on aurait de l'observer directement, de savoir si vu de la terre la matière noire est animée d'une vitesse globale.
Au risque de paraitre vraiment béotien (ce que je suis d'ailleurs), si cette masse est aussi négligeable au sein du système solaire, pourquoi ne l'est-elle plus du tout au niveau galactique où chaque étoile baigne probablement dans une densité de matière sombre comparable?
Parce qu'on intègre sur des volumes vraiment plus considérables. On vient de voir que dans une bulle de l'orbite de Neptune, on a la masse d'un astéroïde. Mais à cette densité, dans une bulle de douze années lumière de rayon (cad qqchose de commensurable à la distance moyenne entre les étoiles dans les bras galactiques) on obtient une masse solaire. A l'échelle galactique, la densité de matière noire et baryonique s'égalisent. Et si on prend en compte le halo, la matière noire domine d'un facteur dix environ.
Dernière modification par Gilgamesh ; 16/03/2015 à 04h29.
Parcours Etranges
Ah oui, bonne question. Le mouvement a été simulé, et apparemment la MN (froide) pourrait se structurer en gouttelettes de gaz de matière noire de toutes tailles (avec des masses se comptant en masse solaire quand même) agitées d'un mouvement brownien.
http://www.berkeley.edu/news/media/r...rkmatter.shtml
Parcours Etranges
S'il y a tant de matière noire et qu'elle a un effet gravitationnel, ne devrait-on pas s'attendre à trouver des astres de matière noire ?
Salut,
C'est une très bonne question ça. La réponse est non, pour la raison suivante : absence de viscosité.
Lorsqu'un nuage de gaz s'effondre sous sa propre gravité, un astre ne se forme pas automatiquement. Pour que ce soit possible, il faut pouvoir évacuer le moment angulaire excédentaire. En effet, il y a toujours un peu de rotation résiduelle en moyenne dans les gaz (du fait des mouvements erratiques de la matière) et sous la contraction, cette rotation s'amplifie. On finit par juste avoir un amas de gaz en rotation stable autour de son propre centre de gravité et aucune étoile ne se forme.
Mais heureusement (pour l'existence de notre Soleil), il y a la viscosité. Les couches de gaz tournant à des vitesses différentes selon la distance au centre, il y a des frottements. Ces frottements permettent d'évacuer l'excès d'énergie cinétique (ce qui chauffe le gaz et à cela il faut ajouter des mécanismes assez complexes comme la formation des jets et où en plus le champ magnétique intervient). La matière ralentit sous ces frottements et peut alors continuer à chuter.
La distribution de la matière noire montre que sa viscosité est nulle ou très faible. Ce qui est d'ailleurs compatible avec l'absence d'observation autre que par ses effets gravitationnels. Non seulement, elle n'interagit pas avec la matière (ou très peu) mais également avec "elle-même". Sinon il y aurait des échauffements et on pourrait observer son rayonnement. C'est compatible aussi avec les fusions de galaxies lorsqu'elles se heurtent. La viscosité du gaz freine les galaxies qui alors se mélangent. Mais la matière noire, elle, n'est pas freinée et continue sur sa lancée, formant deux halos de chaque cotés (observés par les effets de microlentille gravitationnelle).
En l'absence de tels frottements, la matière noire ne peut donc pas s'agglomérer pour former des astres.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
absence de viscosité !
Je ne l'avais pas envisagé celle-là ! Les physiciens ont décidément réponse à tout.
Tu ne m'en voudras pas Deedee si je te demande quelques précisions sur cette étrange propriété.
Je comprends que l'on puisse parler d'absence de viscosité pour un photon car il n'a pas de masse, mais dans le cas de la matière noire c'est justement sa masse qui en fait tout l'intérêt, et cette propriété appliquée à une particule massique j'ai du mal à le comprendre, surtout vis-à-vis d'elle-même.
Toute masse déforme la structure de l'espace-temps et dès qu'il y a de telles déformations il y a forcément influences.
Je ne comprends pas.
La viscosité n'est pas due à la masse des particules mais à leurs interactions au niveau microscopique. En fait viscosité = frottements internes (pour les fluides, évidemment).
Ainsi, un gaz de photons n'est pas visqueux car le photon n'interagit pas avec un autre photon, deux rayons lumineux se croisent sans s'altérer (en fait, si, il y a interaction, mais extrêmement faible. On arrive à le mesurer qu'avec des photons gammas très énergétiques).
La même chose est vraie des neutrinos.
Et un superfluide comme l'hélium 4 à basse température n'a aucune viscosité, tout comme un condensat, car il se met dans l'état quantique de base et qu'il est composé de bosons (qui ont un comportement grégaire). Et c'est nettement plus massif que l'air qui est bel et bien visqueux.
De même, la matière noire n'agit que via la gravitation (c'est pour cela qu'elle est "noire"). Il n'y a pas d'interaction à courte portée (du type interaction forte par exemple, ou interaction électromagnétique de type van derWaals, par exemple).
Ceci dit, la gravitation agit à longue distance ce qui peut induire une viscosité dynamique (dû aux mouvements erratiques et à l'attraction entre particules). Ainsi, dans l'exemple des galaxies en collision, les halos de matière noire s'attirent, se traversent, se retraversent, .... et finissent quand même par fusionner. Sinon on trouverait très peu de galaxies avec un halo de matière noire sphérique autour de la galaxie ! (toutes les galaxies ont grandit par fusions successives de petits galaxies, c'est le modèle hiérarchique : mais ça, ça reste à confirmer lorssqu'on arrivera à observer suffisamment de galaxies primordiales. On n'en est pas loin mais pas encore tout à fait).
Et non, on n'a pas réponse à tout puisque :
- on ne sait pas ce qu'est la matière noire (probablement des particules, mais lesquelles ?)
- on ne sait pas ce qu'est l'énergie noire (on a tous ses hypothèses, mes travaux personnels portent là dessus dans le domaine de la gravité quantique semi-classique)
- on ne sait pas pourquoi les supraconducteurs haute température existent
- on ne sait pas quelle est la taille de l'univers, quel est sa topologie
- on ne sait pas calculer les propriétés exactes des grosses molécules (on a seulement des approximations, et pour le détail on doit mesurer)
- on ne sait pas faire d'interférences quantiques avec des objets plus gros qu'une molécule avec une centaine d'atomes
- on ne sait pas calculer la décohérence quantique de systèmes complexes (même si on a fait de gros progrès)
- on ne sait pas quelle est la bonne approche pour quantifier la gravité (même si moi j'aime bien l'approche des boucles)
- etc.... etc.....
Y a encore du travail nécessitant toujours :
- des expériences
- des calculs devenus très pointus (le simple, on l'a résolu depuis des siècles)
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Bonjour à tous,
il me semblait que 'localement' le modèle de la matière noire avait bien de la peine à se légitimer.
Je pense notamment à l'étude des galaxies naines satellites dont la distribution ne coïncide pas avec les prédictions des simulations.
Existe t'il des observations (en deçà des échelles cosmologiques) compatibles avec les modèles de matière noire actuels ?
Merci
Bonjour,
Bienvenue sur Futura.
C'est un autre problème (bien qu'ils soient liés, car la matière noire intervient) en rapport avec la formation des grandes structures à l'échelle cosmologique et que, clairement, on ne comprend pas encore parfaitement.
C'est une affaire à suivre. Je ne la connais pas très bien, mais je parierais volontier un sachet de cacahuètes que cela apportera des infos particulièrement intéressantes (mais je ne parie pas sur quelles informations, je tiens à mes cacahuètes
Enormément : mouvement des étoiles dans les galaxies (naines ou pas), des galaxies dans les amas, forme et répartition des halos, collisions de galaxies avec formation d'halos latéraux de matière noire.
On doit pouvoir trouver beaucoup de référence sur ce sujet sur le net en cherchant un peu. Si Gilgamesh passe par là, il aura peut-être des références intéressantes. Perso je suis le sujet (à travers les revues PLS et LaRecherche) mais je ne suis pas expert.
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... sans compter les lentilles gravitationnelles! Faut pas oublier non plus que la matière noire est bien commode aussi pour expliquer l'inhomogénéité de l'univers. Sans cette hypothétique matière noire, on a bien du mal à expliquer les effondrements gravitationnels générant les galaxies.
Bonjour,
Il y a eu une news ce mercredi sur les galaxies naines satellites de la Voie Lactée en relation avec la matière noire
@Anta.C : je faisais justement référence à ce genre d'infos où les modèles de matière noire (froide, tiède etc...) actuels ne semblent pas nécessairement beaucoup plus cohérents que MOND.
Le faible nombre de galaxies naines, ainsi que leurs positions observées autour d'Andromède et dans une moindre mesure autour de notre Galaxie, ne s'explique pas par la simulation. L'anomalie statistique étant visiblement trés peu probable.
Pour ce qui est des effets de lentilles gravitationnelles faibles, j'avais cru comprendre qu'ils n'excluaient pas nécessairement MOND ....
@gammler: on est bien d'accord, le modèle avec matière noire est le plus probant à l'échelle cosmo
Il faut encore voir si ce problème est lié à la matière noire ou à notre manque de compréhension de formation des grandes structures (c'est extrêmement complexe) ou... tout autre chose.@Anta.C : je faisais justement référence à ce genre d'infos où les modèles de matière noire (froide, tiède etc...) actuels ne semblent pas nécessairement beaucoup plus cohérents que MOND.
Le faible nombre de galaxies naines, ainsi que leurs positions observées autour d'Andromède et dans une moindre mesure autour de notre Galaxie, ne s'explique pas par la simulation. L'anomalie statistique étant visiblement trés peu probable.
Pour ce qui est des effets de lentilles gravitationnelles faibles, j'avais cru comprendre qu'ils n'excluaient pas nécessairement MOND ....
@gammler: on est bien d'accord, le modèle avec matière noire est le plus probant à l'échelle cosmo
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Bonjour,
Les astronomes rapportent que dans certaines images des objets lointains, les photons sont reçus un à un , espacés parfois de plusieurs secondes.
Si c'est pareil pour les photons d'intéraction EM, leur message à longue distance s'échange sporadiquement. La MQ dispose de modèles efficaces pour cela.
Mais les courbures de la RG imprimées à des centaines de millions d'années , pourraient elles avoir aussi un caractère irrégulier et lacunaire ? Je n'ai rien trouvé à ce sujet , peut-être pas les bons mots-clés
tu parles là d'effets quantiques liés à la gravité ? Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris.
L'équivalent serait des ondes gravitationnelles reçue à très très grande distance et où les gravitons seraient espacés eux-aussi (pour la même raison, diminution de l'intensité en 1/r²). Mais vu la faiblesse, faut pas rêver pour détecter ça.
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La gravité quantique s'intéresse d'abord aux petites échelles , non ? c'est bien sûr possible de trouver une connexion avec les grandes, si c'est le cas.
On suppose toujours la portée de l'intéraction "infinie". Mais l'est elle ? ne pourrait il y avoir , à grande échelle , un champ "en oursin" ( une sphère , des pics et donc des ... creux ) ? les pics seraient pour les champs très faibles, des lieux de relative densité favorisant des concentrations aux échelles de temps cosmiques. A condition de passer la barrière du calcul, ce qui n'a pas été le cas.
Je ne retrouve pas la news où c'était invalidé par une simulation ( en 2010 ? ) , ni d'autre article. Les logiciels de simulations évoluent vite.
Enfin, simplement pour rappeler que si le modèle de la MN est pertinent, cette "MN" pourrait avoir des composantes de diverses natures. Ce ne serait pas contradictoire de trouver plusieurs solutions partielles.
Historiquement, la première raison d'être de l'hypothèse matière noire concerne la distribution de vitesse des galaxies dans les amas, puis des étoiles et du gaz dans les galaxies. Soient des effets nettement en deça de l'échelle cosmologique.
Qu'appelle-tu "photons d'intéraction EM" ? S'il s'agit de particules virtuelles, elles sont par définition indétectables.
Dernière modification par Gilgamesh ; 20/03/2015 à 06h02.
Parcours Etranges
Salut,
Ca va être difficile à vérifier
J'avoue ne pas comprendre du tout ce que tu expliques là. Et je ne sais pas de quelle simulation tu parles.
Tout à fait et il fut un temps (lointain
Reste les causes "mystérieuse". Tout semble indiquer qu'il s'agit de particules exotiques. Mais rien n'interdit qu'il y ait plusieurs contributions dont une composante qui serait due à un comportement encore mal compris de la gravité (il y a plusieurs théories spéculatives autour de ça) ou quelque chose d'encore plus exotique. On finira bien par percer (*) et on pourrait par exemple découvrir une particule massive exotique stable (par exemple le neutralino ou l'axion) et découvrir avec surprise qu'il ne représente que (au pif) 25% de la matière noire.
L'avenir le dira :
(*) Et on n'aura pas la solution à coups d'idées ou de théories, même très bien fondées. Car on en a déjà énormément qui marchent très bien. Ce n'est pas là le problème. On n'aura la solution que par des expériences (le LHC permettra déjà d'avancer) et d'observations (en améliorant la cartographie du contenu de l'univers à toute échelle).
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@Gilgamesh:
Je pense qu'il y a un malentendu... Je parle de matière au sens matière exotique...
Je faisais, en fait, plutôt allusion à des observations discriminantes vis à vis des différentes propositions faites (matière noire de dissérents types, MOND...) pour expliquer les écarts observations/modèles-théories.
Car je suis d'accord avec toi sur l'historique mais j'ai l'impression (sans doute fausse, faute de sources) qu'aujourd'hui, la matière noire semble remporter de bons succés au niveau cosmo (vs MOND,f(R) ...) mais que cela est beaucoup moins vrai dés qu'on change d'échelle.
Mais le zoom désidéalise le modèle et devient donc, comme le dit DeeDee, de fait plus complexe. Là est peut être la réponse.
Sinon reste plus qu'à la détecter:
https://lejournal.cnrs.fr/articles/l...enfin-detectee
Salut,
Tiens, dans la même veine. Article dans le dernier PLS (il y aura peut-être une actu) : des observations et des expériences ont permi de fortement contraindre les modèles d'énergie noire basé sur un champ scalaire. Affaire à suivre.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour, je rouvre cette discussion pour présenter ce qui m'apparait comme une incohérence.
J'ai formulé cette question :
A laquelle Deedee m'a aimablement répondu :
Cette absence de viscosité me pose beaucoup de problèmes, surtout si d'un autre coté on semble me dire le contraire : http://www.futura-sciences.com/magaz...connues-57908/
Au final c'est la matière noire qui me semble de moins en moins crédible.
Bonjour,
On ne parle nul part de la viscosité de la matière noire dans cet article ! Il faudrait peut-être éviter de rouvrir un fil pour lâcher de telles âneries ou bien acheter une bonne paire de lunettes.
Alors pour que ce fil retrouve la paix qu'il méritait, je ferme.
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