Répartition de la matière noire.

[papy-alain]

Bonjour à tous.
Je n'ai jamais compris pour quelle raison la matière noire se répartit en un halo sphérique autour des galaxies spirales.
Je me rends bien compte que c'est la seule manière d'expliquer la cohésion interne des galaxies, mais vu que l'interaction matière baryonique/matière non baryonique n'est que gravitationnelle, je me dis que, logiquement, la matière noire devrait suivre le même mouvement que la matière ordinaire et s'enrouler, comme elle, en un disque aplati.
Comment explique-t-on que ce ne soit pas le cas ?
Merci par avance de vos avis éclairés.
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[Gilgamesh]

Pour former un disque d'accrétion aplati il faut perdre de l'énergie gravitationnelle, donc il faut de la viscosité. L'absence d'interaction supprime tous les processus dissipatifs ce qui explique que la matière noire reste grosso modo globulaire et non discoïdale.

[papy-alain]

Je ne comprends pas.

Pour former un disque d'accrétion aplati il faut perdre de l'énergie gravitationnelle

Pourquoi ? Quand la Terre (et les autres planètes) tendent à se positionner sur le plan de l'écliptique, il n'y a pas de perte d'énergie. Juste des ajustements qui ne font perdre aucune énergie à l'ensemble du système. Quel différence cela fait il à l'échelle d'une galaxie ?

L'absence d'interaction...

L'interaction gravitationnelle est permanente, non ?

[invite51d17075]

Pourquoi ? Quand la Terre (et les autres planètes) tendent à se positionner sur le plan de l'écliptique, il n'y a pas de perte d'énergie. Juste des ajustements qui ne font perdre aucune énergie à l'ensemble du système. Quel différence cela fait il à l'échelle d'une galaxie ?

la "compensation" se fait avec la modification des moments angulaires, si ma mémoire est bonne.

L'interaction gravitationnelle est permanente, non ?

Oui, Gil parlait des autres interactions il me semble ( électromagnétiques .... )

Mais , il sera plus pointu et précis que moi très certainement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Oui, Gil parlait des autres interactions il me semble ( électromagnétiques .... )

C'est bien ce que j'ai cru comprendre, mais les interactions électromagnétiques entre étoiles, ça doit être quasi infinitésimal, non ?

[Gilgamesh]

Je ne comprends pas.



Pourquoi ? Quand la Terre (et les autres planètes) tendent à se positionner sur le plan de l'écliptique, il n'y a pas de perte d'énergie. Juste des ajustements qui ne font perdre aucune énergie à l'ensemble du système. Quel différence cela fait il à l'échelle d'une galaxie ?



L'interaction gravitationnelle est permanente, non ?

Pour former le système solaire, il a fallu qu'un nuage de gaz et de poussière passe d'une taille de l'ordre de l'année lumière à une taille de l'ordre de 100 UA au total, et l'essentiel (>99%) a formé une étoile de moins de un million de km de rayon. Cela représente une grande perte d'énergie gravitationnelle, qui a été rayonnée sous forme électromagnétique (IR, visible, UV...), ou sous forme de jet de particules au stade T-Tauri.

[tierri]

J'ai moi aussi déjà posé cette question une fois, pour de multiples raisons je trouve cet arrangement improbable, mais c'est peut-être parce que je ne le comprends pas.

Quand on me présente le problème de gravitation des galaxies et la solution de la matière noire je comprends que sans cette force gravitationnelle exercée par cette matière noire les galaxies se disperseraient, éclateraient, mais ce supplément de force gravitationnelle maintient les astres dans la galaxie, c'est donc une force qui contribue à ramener les étoiles vers le centre de la galaxie, mais si on place la matière noire à l'extérieur des galaxies la force attractive qu'elle exercera sur la matière sera dirigée dans l'autre sens et tendra à faire sortir les étoiles des galaxies.
Soit la matière noire se trouve à l'intérieur des galaxies, soit elle exerce une force répulsive.

[papy-alain]

Pour former le système solaire, il a fallu qu'un nuage de gaz et de poussière passe d'une taille de l'ordre de l'année lumière à une taille de l'ordre de 100 UA au total, et l'essentiel (>99%) a formé une étoile de moins de un million de km de rayon. Cela représente une grande perte d'énergie gravitationnelle, qui a été rayonnée sous forme électromagnétique (IR, visible, UV...), ou sous forme de jet de particules au stade T-Tauri.

Oui, mais quel rapport avec la matière noire ? Au sein d'une galaxie, les seules forces qui entrent en jeu sont gravitationnelles. De ce point de vue, il n'y a pas de différence entre matière baryonique et non baryonique. C'est pourquoi cette supposée différence de comportement entre les deux me laisse perplexe.

[roubidou]

Je ne crois pas que dans les galaxies les seules forces entrant en jeu soient les forces gravitationnelles: il y a des interactions incessantes au sein des nuages moléculaires conduisant à la formation d'agrégats, donc de systèmes stellaires. Si tu imagines une galaxie sphérique avec des éléments gravitant sur tous les plans, tu te rends compte que le système est chaotique et que les collisions vont être nombreuses. Donc il va privilégier au bout d'un certain temps un axe de rotation donné et prendre la forme d'un disque.
Par contre, la matière noire, telle qu'on la suppose, ne s'agrège pas, n'interagit pas avec la matière "ordinaire". Rien ne l'oblige à adopter un axe de rotation privilégié puisqu'il n'y a aucune interaction.

[Gilgamesh]

C'est ça. La gravité n'est pas la seule force agissante, il y a la friction gazeuse qui se traduit par une augmentation de la température et l'émission de rayonnement. Une étoile en formation dans son cocon de gaz et de poussière émet une grande quantité de rayonnement infra rouge, et des jets d gaz. L'énergie potentielle de gravité est convertie en rayonnement et en énergie cinétique, ce qui permet à l'effondrement de se poursuivre. Sans phénomènes dissipatifs, l'univers ne peut pas se structurer.

[Gilgamesh]

J'ai moi aussi déjà posé cette question une fois, pour de multiples raisons je trouve cet arrangement improbable, mais c'est peut-être parce que je ne le comprends pas.

Quand on me présente le problème de gravitation des galaxies et la solution de la matière noire je comprends que sans cette force gravitationnelle exercée par cette matière noire les galaxies se disperseraient, éclateraient, mais ce supplément de force gravitationnelle maintient les astres dans la galaxie, c'est donc une force qui contribue à ramener les étoiles vers le centre de la galaxie, mais si on place la matière noire à l'extérieur des galaxies la force attractive qu'elle exercera sur la matière sera dirigée dans l'autre sens et tendra à faire sortir les étoiles des galaxies.
Soit la matière noire se trouve à l'intérieur des galaxies, soit elle exerce une force répulsive.

C'est bien la matière noire située à l'intérieur de l'orbite qui "aplatit" la courbe de rotation. Mais le point crucial est que cette courbe de rotation applatie est établie par des études de la dynamique des nuages d'hydrogènes neutres à l'aide de la raie à 21 cm à l'extérieur du disque visible. En 1975, Roberts a montré que l’hydrogène s’étend en moyenne à 1,5 fois la limite du disque visible.


La vitesse de rotations prédite de la loi de Newton à une distance r du centre V(r) s'exprime comme :



avec
G la cte de gravité
M(r) la masse contenue dans la sphère de rayon r

Si V(r) est constante pour r grand, alors le membre droit de cette formule l’est aussi. G étant une constante, il faut de M(r) / r le soit également. Par conséquent, M(r) ∝ r.

Le problème de la théorie de la matière noire appliquée au galaxie réside dans cette relation M(r) ∝ r, car a priori, vu que la matière noire et baryonique sont deux composantes indépendante, cette relation devrait être quelconque. On ne devrait pas observer de régularité dans les courbes de rotation. Cette régularité qui permet au passage de l'utiliser pour évaluer les distances des galaxies spirale avec la relation de Tully-Fisher, qui relie la luminosité L à la vitesse de rotation max L ∝ V⁴. C'est sur ce point que la théorie MOND possède un atout, puisque dans cette approche cette régularité est déduite et non fortuite.

[Mailou75]

Salut,

La vitesse de rotations prédite de la loi de Newton à une distance r du centre V(r) s'exprime comme :



avec
G la cte de gravité
M(r) la masse contenue dans la sphère de rayon r

Si V(r) est constante pour r grand, alors le membre droit de cette formule l’est aussi. G étant une constante, il faut de M(r) / r le soit également. Par conséquent, M(r) ∝ r.

Intéressant sophisme...

Les galaxies fonctionnent comme des astres *
Or les bras des galaxies ont une vitesse constante
Donc il existe une matière noire qui compense la perte de matière lorsqu'on s'éloigne du centre

Waouh bac +15 les mecs...

* sous condition que l'on considère que la vitesse orbitale prend en compte seulement la masse "intérieure à l'orbite" si je comprends ta formule...

........

Si on extrait ceci :

M(r) ∝ r

Quel est le seul objet répondant à la contrainte ? Réponse : le trou noir !