Matière noire

[Gabriel]

Le physicien italien Bruno PONTECORVO a émis vers 1960, l'hypothèse qu'il existaient des neutrinos très massifs, d'autant plus massifs que la masse des neutrinos classiques est faible.
Il a appelé ces neutrinos très massifs, des neutrinos stériles, car réagissant très peu avec le reste de la matière, hormis la force faible et la force de gravité.
Ces neutrinos massifs ont une hélicité droite, alors que toutes les autres particules ont une hélicité gauche.
Récemment un physicien russe, SHASPUNIKOV a montré qu'il existe 3 types de neutrinos massifs, autant que de neutrinos classiques, légers (neutrinos électron, muon, tau).
Je propose que la matière noire est composée de ces neutrinos très massifs.
Ils sont invisibles comme les neutrinos légers, car insensibles aux forces électro-magnétiques.
Ils sont très peu présent dans la partie visible des galaxies, du fait qu'ils réagissent très peu avec la matière visible losqu'ils sont produits.
Ils forment un bulbe très grand autour des galaxies, car ils sont liés par l'attraction de gravitation.
Ils ont une très grande durée de vie, malgré leur masse, du fait qu'ils réagissent peu.
Qu'en pensez-vous ?
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[Coincoin]

Salut,
C'est effectivement une des solutions envisagées pour expliquer (une partie de) la matière noire.
http://fr.arxiv.org/pdf/0903.4849v4

[invite8ef897e4]

Récemment un physicien russe, SHASPUNIKOV a montré qu'il existe 3 types de neutrinos massifs, autant que de neutrinos classiques, légers (neutrinos électron, muon, tau).

Non, je ne crois pas qu'il ait prouve une telle chose, a moins qu'il ne l'ait fait dans les quelques heures qui precedent ce message, faute de quoi on en aurait entendu parler. Autrement dit : reference ? (publiee dans un journal decent, evidemment). En ce 22 janvier a la mi-journee, google ne connait de votre auteur ... que cette discussion !

[LaRacineCarree]

Peut être s'agit t'il de Mikhail Shaposhnikov travaillant au Laboratoire de physique des particules et de cosmologie (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne - EPFL) ?

L'orthographie des noms d'origine russe est toujours sujette à des variations...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gabriel]

Effectivement, "Laracinecarrée" a raison : il sagit de Mikhail Shaposhnikov.

[invite8ef897e4]

Donc par exemple : The role of sterile neutrinos in cosmology and astrophysics
Je n'ai pas le temps de faire une bibliographie extensive, pour ma part j'en etais reste (et vous pouvez voir dans cette bibliographie de nombreuses references) a la conclusion que dans la plupart des modeles, les contraintes sont suffisamment forte pour exclure l'hypothese que les neutrinos steriles constitue la majeur partie de la matiere noire. Je peux confirmer ce souvenir dans le bouquin de Weinberg, au chapitre 3.4

[...] originally it was thought that the L particles might be heavy neutrinos. [...] The mass of a new heavy neutrino would have to be greater than than mZ/2 = 45 GeV, to block the decay of the Z0 into a heavy neutrino and antineutrino, which if it occured would destroy the present excellent agreement between theory and experiment for the total decay rate of the Z0 particle. If the L particles were heavy neutrinos, then the fudge factor F in eq. (3.4.9) would be of the order of the number of particles into which the L particles might annihilate. If we assume very roughly that F=N=100, then eq. (3.4.13) gives omegaLh^2=10^-3. So it does not seem that the cold dark matter could consist of a new heavy neutrino.

[invite17cdb646]

Alors déjà je vous salut tous pour mon premier messages sur ce forum.

Je prévient tout de suite que l'avis qui suit est un avis très personnel et que n'ayant pas de formation dans le domaine il se peut qu'il y est des erreurs dans mon raisonnement.

En rapport au sujet de cette discussion, la matière noir, n'est pour moi qu'une hypothèse créée par des astrophysiciens qui se sont cassés les dents sur une partie du poids non expliqué dans l'univers.

Je crois beaucoup plus que la matière manquante dans l'univers ne soit en réalité de l'antimatière. Pour rappel l'antimatière a été créée en quantité égale à la matière au début de l'univers. Selon certain modèle lorsque la matière rencontre son opposé les 2 s'annulent et disparaissent. Si il reste de la matière, "nous", il reste forcément de l'antimatière. Cette solution qui utilise quelque chose de prouvé est a mon avis plus réaliste, qu'une solution incluant une matière noir et une énergie noir qui n'a jamais été observé.

[Gilgamesh]

Je crois beaucoup plus que la matière manquante dans l'univers ne soit en réalité de l'antimatière. Pour rappel l'antimatière a été créée en quantité égale à la matière au début de l'univers. Selon certain modèle lorsque la matière rencontre son opposé les 2 s'annulent et disparaissent. Si il reste de la matière, "nous", il reste forcément de l'antimatière. Cette solution qui utilise quelque chose de prouvé est a mon avis plus réaliste, qu'une solution incluant une matière noir et une énergie noir qui n'a jamais été observé.

Pour expliquer la rotation non képlerienne du disque galactique même à grande distance, la matière noire doit être distribuée de manière grosso modo sphérique avec une densité en 1/r (densité maximale au centre de la galaxie) et s'étendant bien plus loin que le halo d'étoiles.

Cela implique que la matière noire a connu peu de phénomènes dissipatifs (choc inélastiques => rayonnement) et a peu perdu de la sorte de son énergie gravitationnelle, sinon elle formerait un disque plat et dense comme la matière lumineuse (le gaz et les étoiles de la galaxie).

Cela implique également que nous baignons dans la matière noire.

Ces deux caractéristique excluent tout hypothèse à base d'antimatière composée de particules appareillées aux particules de la matière lumineuse (baryon, lepton...) sinon, il y aurait désintégration et tout finirait dans un grand bain de photons gamma. Et l'antimatière rayonne tout pareil que la matière et est donc l'objet de phénomènes dissipatifs : une sphère d'antimatière s'effondrerait pareil qu'une sphère de matière pour former un disque galactique, et non un halo sphérique.

a+

[invite8ef897e4]

Pour rappel l'antimatière a été créée en quantité égale à la matière au début de l'univers.

Alors imaginons qu'il reste de cette antimatiere la meme quantite que ce qu'il reste de matiere, mais que "magiquement" elle n'interagisse pas electromagnetiquement. Au niveau global, on a dans la pizza cosmique

5% de matiere et 25% de matiere noire. Si 5% du total est compose d'antimatiere sans interaction electromagnetique, il reste toujours 20% du contenu total en matiere noire a expliquer, c'est a dire 80% de la matiere noire reste "noire".

[invite17cdb646]

Ces deux caractéristique excluent tout hypothèse à base d'antimatière composée de particules appareillées aux particules de la matière lumineuse (baryon, lepton...) sinon, il y aurait désintégration et tout finirait dans un grand bain de photons gamma. Et l'antimatière rayonne tout pareil que la matière et est donc l'objet de phénomènes dissipatifs : une sphère d'antimatière s'effondrerait pareil qu'une sphère de matière pour former un disque galactique, et non un halo sphérique.

Mais partir de ces 2 caractéristiques c'est que l'on considère pour acquise la présence de cette matière noir.

Je pense que tu te fourvoie grandement sur les réactions possibles de l'antimatière. En effet une sphère d'antimatière ne peut s'effondrer sur elle même puisqu'elle antigravite. Chaque particules d'antimatière se repousse inexorablement.

Ensuite je vais m'attaquer à un morceaux de poids, mais ces débats resteront stériles tant que physique quantique et relativité général ne seront pas unifiés dans une seule et même théorie. Dans ces 2 théories il y a des lacunes, les physiciens essayes de combler ces lacunes par des pirouettes, il y a eu le gang bang (théorie de plus en plus bancale) et d'autre. La dernière grande astuce a été d'inclure une matière totalement inconnue qui n'interagit que très peu avec la matière et qui n'a jamais été observé et qui comme par hasard a des caractéristiques qui arrangent bien les physiciens en validant leur théorie. Peut être je me trompe mais je trouve sa très gros.

Toute les théories actuelle ce base sur des théories qui ont plus de 80 ans et que l'on considère comme juste. Je pense que certains modèles théoriques devraient être révisé grâce aux avancés techniques que l'on a fais dans les domaines aussi varié que l'observation, pa physique des particules et autres

Quand à ton hypothèse d'une rotation non képlerienne du disque galactique parce que je pense que ce n'est qu'une hypothèse pour l'instant j'aurai tendance à dire que sa ne prouve rien, comme on ne connait même pas précisément la vitesse de notre propre système planétaire dans notre galaxie.

[erik]

Chaque particules d'antimatière se repousse inexorablement.

Perdu, antimatière ne veut pas dire "antigravitation".

[invitebd2b1648]

Peut être je me trompe mais je trouve sa très gros.

Bin oui tu te plantes ... les photons sont leurs propres antiparticules ... comment expliques-tu cela !

@ +

[Gilgamesh]

Mais partir de ces 2 caractéristiques c'est que l'on considère pour acquise la présence de cette matière noir.

Il est acquis qu'il faut expliquer la dynamique des amas et la rotation non képlerienne des disques galactiques, sans faire appelle à de la matière ou à de l'antimatière baryonique et ça s'appelle le problème de la matière noire au sens large.

Je pense que tu te fourvoie grandement sur les réactions possibles de l'antimatière. En effet une sphère d'antimatière ne peut s'effondrer sur elle même puisqu'elle antigravite. Chaque particules d'antimatière se repousse inexorablement.

Absolument pas . La densité d'énergie et la pression de l'antimatière sont strictement équivallente et donc gravitent exactement pareil.

Ensuite je vais m'attaquer à un morceaux de poids, mais ces débats resteront stériles tant que physique quantique et relativité général ne seront pas unifiés dans une seule et même théorie.

Si ce sont des Wimps, il est très possible que l'on trouve de quoi est composée la matière noire avant d'avoir une théorie de gravité quantique complètement construite.

Dans ces 2 théories il y a des lacunes, les physiciens essayes de combler ces lacunes par des pirouettes, il y a eu le gang bang (théorie de plus en plus bancale) et d'autre.

La dernière grande astuce a été d'inclure une matière totalement inconnue qui n'interagit que très peu avec la matière et qui n'a jamais été observé et qui comme par hasard a des caractéristiques qui arrangent bien les physiciens en validant leur théorie. Peut être je me trompe mais je trouve sa très gros.

Mais voila : c'est un recette qui a donné de bon résultat Ça a très bien marché notamment avec le neutrino, qui n'est rien d'autre que de la matière noire "chaude" (relativiste). Tout ce qu'on recherche c'est un genre de neutrino, mais plus massif. Ça n'a rien d'exorbitant.

Toute les théories actuelle ce base sur des théories qui ont plus de 80 ans et que l'on considère comme juste.

Elles sont justes, ça ne fait pas débat, c'est prouvé. Comme la physique newtonnienne. La science ne progresse pas en effaçant le tableau, mais en s'appuyant sur des théories justes pour les prolonger dans d'autre domaines, ici les hautes énergies.


Pour le Modèle Standard des particules c'est plus récent que ça, ça commence à se stabiliser dans les années 70.

Je pense que certains modèles théoriques devraient être révisé grâce aux avancés techniques que l'on a fais dans les domaines aussi varié que l'observation, pa physique des particules et autres

Ça tombe bien, c'est ce qui est fait en permanence.

Quand à ton hypothèse d'une rotation non képlerienne du disque galactique parce que je pense que ce n'est qu'une hypothèse pour l'instant j'aurai tendance à dire que sa ne prouve rien, comme on ne connait même pas précisément la vitesse de notre propre système planétaire dans notre galaxie.

La rotation non képlerienne est un fait d'observation, sur toutes les galaxies sur lesquelles la mesure a été faite.

De manière générale, je tiens à te signaler que ta culture scientifique est beaucoup trop lacunaire pour te permettre d'être affirmatif en quoi que ce soit, ou même pour te former une intime conviction, surtout sur des sujets comme ceux là, qui recouvrent un grand nombre de faits d'observation et un socle théorique difficile d'approche.

Si l'hypothèse "matière noire froide" est favorisée par la communauté scientifique c'est qu'il y a de bonnes raisons, et il faut que tu les découvrent dans leur pleines étendues avant de te former la moindre opinion.

a+

[invite17cdb646]

Je concède volontier que ma culture scientifique comporte des lacunes de tailles.

Par contre je ne cèderai pas de terrain sur le modèle standart et surtout sur la matière noir.

Mais comme mes connaissances dans le domaine sont limitées, éclaire moi sur un point s'il te plais. Mathieu Grousson a écrit un article sur l'antimatière et sur une théorie de Gabriel Chardin concernant un modèle alternatif. Que pense tu de cette théorie???

[invite17cdb646]

Bin oui tu te plantes ... les photons sont leurs propres antiparticules ... comment expliques-tu cela !

@ +

Les photons sont leurs propres antiparticules parce qu'ils n'ont pas de charges électriques

[erik]

Les photons sont leurs propres antiparticules parce qu'ils n'ont pas de charges électriques

pourtant il y'a une différence entre un neutron et un anti neutron, et ils n'ont pas de charge électrique - ce n'est donc une condition suffisante.

[invite8ef897e4]

De facon shematique, l'existence de l'antimatiere a ete predite par Paul Dirac essentiellement sur la base de CPT. Comme explique par wikipedia ce meme CPT implique que l'antimatiere attire la matiere et l'antimatiere gravitationellement. Je conseille fortement de lire cet article avec precaution pour commencer.

[vaincent]

Dans ces 2 théories il y a des lacunes, les physiciens essayes de combler ces lacunes par des pirouettes, il y a eu le gang bang (théorie de plus en plus bancale) et d'autre.

Je pense que tu t'es trompé de forum là !!
Si tu voulais parler du big bang, sache que de plus en plus de faits observationnels (encore faut-il le savoir) appuie ce modèle.

La dernière grande astuce a été d'inclure une matière totalement inconnue qui n'interagit que très peu avec la matière et qui n'a jamais été observé et qui comme par hasard a des caractéristiques qui arrangent bien les physiciens en validant leur théorie. Peut être je me trompe mais je trouve sa très gros.

Ce n'est pas une astuce. C'est pas comme ça que ça marche en physique. On a été forcé de constater qu'il doit y avoir une matière non-baryonique qui englode les galaxies et à plus grande échelle les amas de galaxies, afin que cela soit cohérent avec les observations et les meilleurs modèles actuels.
On ne peut pas se permettre d'avoir un vague avis sur la question sans en connaitre tous les tenants et aboutissants.

[Deedee81]

pourtant il y'a une différence entre un neutron et un anti neutron, et ils n'ont pas de charge électrique - ce n'est donc une condition suffisante.

Salut,

Le neutron n'est pas une particule élémentaire. C'est une particule composite. Il est composé de trois quarks (et un tas de gluons) portant une charge.

A noter qu'il n'y a pas que le charge électrique. Il y a aussi la charge faible et la charge de couleur. Le photon ne possède aucune de ces charges. Ce n'est pas nécessairement le cas des autres "vecteurs de force" (bosons de jauge véhiculant les interactions), les gluons (interaction forte) portent une charge de couleur et les bosons intermédiaires (interaction faible) portent une charge faible et pour certains une charge électrique.

Concernant la validité du big bang, je conseille de lire le message de mtheory en en-tête. Le big bang est avant tout une conséquence des observations et il serait quelque peu bizarre de dire que c'est bancale. Les observations ne vont pas disparaitre pour le plaisir. Cela ne veut, bien sûr, pas dire que tous les modèles sont solidement établis. Il reste beaucoup de choses à comprendre. Mais il y a un tronc commun qu'on ne peut ignorer.

Amusant le gang bang, lui aussi a une définition précise mais qui risque d'être censurée

[Gilgamesh]

Je concède volontier que ma culture scientifique comporte des lacunes de tailles.

Par contre je ne cèderai pas de terrain sur le modèle standart et surtout sur la matière noir.

Eh bien tu devrais. On est face à une nature qui a montré qu'elle produisait un grand nombre de particules parfaitement "inutiles". Par exemple on n'a besoin que d'une famille lepton-quark pour bâtir toute la matière. Il y en à trois en tout, les deux suivantes ne faisant que des apparitions furtives au sein des accélérateurs de particules.

Autrement dit, "il y a de la place vers le haut" pour paraphraser Feynman.

Les wimps ne feraient pas seulement l'affaire des cosmologiste mais également des théoriciens qui cherche à prolonger le modèle standard dans le domaine supersymétrique et qui prédisent à partir d'arguments tout à fait indépendant de l'astrophysique l'existence de telle particules.

Mais comme mes connaissances dans le domaine sont limitées, éclaire moi sur un point s'il te plais. Mathieu Grousson a écrit un article sur l'antimatière et sur une théorie de Gabriel Chardin concernant un modèle alternatif. Que pense tu de cette théorie???

C'est une théorie insignifiante et S&V n'est pas dans son rôle en lui donnant un écho.

Ce n'est pas le boulot d'un journaliste de faire le referee ! Y'a une question de déontologie qui s'étend au journaliste et surtout au chercheur lui même.

Un scientifique n'a pas à communiquer au niveau du grand public s'il n'a pas été relu et approuvé par ses pairs.

Après ça donne ça : des citoyens lambda tout feu tout flamme après la lecture de l'article et prêt à monter au créneau et à enquiquiner leur monde dans un domaine auquel ils n'entendent rien .


a+

[Deedee81]

[...]théorie de Gabriel Chardin concernant un modèle alternatif. Que pense tu de cette théorie???

J'ai trouvé l'article en question sur cette théorie (via Wikipedia).

C'est tout à fait sérieux (j'avais déjà lu d'autres travaux sur cette idée) mais totalement spéculatif.

A ma connaissance (à confirmer) cette idée a été réfutée (elle prédit une plus grande violation CP pour le méson B, l'expérience Babar a montré le contraire, conformément au Modèle Standard).

[Gilgamesh]

A ma connaissance (à confirmer) cette idée a été réfutée (elle prédit une plus grande violation CP pour le méson B, l'expérience Babar a montré le contraire, conformément au Modèle Standard).

Et ça ne viole pas le Principe d'Equivalence ?


a+

[invite17cdb646]

Dis moi juste qui tu es pour définir cette théorie comme insignifiante...

Et pour te permettre de juger et de donner des conseils sur la façon de voir ce genre de théorie???

[invite8ef897e4]

Dis moi juste qui tu es pour définir cette théorie comme insignifiante...

Malheureusement pour cet argument, il existe une facon objective de definir cet adjectif "insignifiant". On prend le nom de l'auteur et on fait la liste de ses publications par ordre decroissant du nombre de citations. La premiere apparition explicite d'un papier dedie a cet idee est en 37ieme position, intitule "CP violation: A Matter of (anti)-gravity?" et publie dans Phys.Lett.B282:256-262,1992. Ce meme auteur a publie 7 papier avec plus que 100 citations et 11 avec plus que 50. Toutes ces publications portent sur des resulats experimentaux, par exemple de limites sur les violations de CPT. Ainsi, la contribution significative cet auteur ne consiste pas (pour la communaute) en un papier mineur presentant une idee speculative.

Et pour te permettre de juger et de donner des conseils sur la façon de voir ce genre de théorie???

Une familiarite minimale avec le domaine de la recherche scientifique m'a permis de mettre au point la reponse ci-dessus. Je vous renvoie donc la balle en vous demandant, qui etes vous pour n'avoir meme pas vu venir un argument aussi simple ?

[Gloubiscrapule]

Dis moi juste qui tu es pour définir cette théorie comme insignifiante...

Et pour te permettre de juger et de donner des conseils sur la façon de voir ce genre de théorie???

Et toi dis nous qui tu es pour être aussi défensif face à cette théorie?

Réponse: un lecteur de S&V qui croit lire des choses scientifiques?

Non pas que S&V n'est pas scientifique, mais faut faire très attention à ce qu'ils disent, tout n'est pas toujours accepté par la communauté, par contre ça fait très "vendeur" pour le grand public!!

[Gilgamesh]

Dis moi juste qui tu es pour définir cette théorie comme insignifiante...

Je n'ai aucun titre, mais j'en connais largement plus que pas mal de gens et te donne un avis juché sur cette taupinière.

Profite-en au lieu de prendre la mouche.

Et pour te permettre de juger et de donner des conseils sur la façon de voir ce genre de théorie???

Une antigravité liée à une propriété de la matière remet en cause le principe d'équivalence, qui forme la base de la Relativité Générale. Dans cette idée, aucune expérience réalisée dans un système fermé local (et petit) soumis à la gravité ne doit permettre de différencier l'effet de la gravité de l'effet d'une accélération du référentiel local. Et cela permet alors de traiter la gravité de façon purement géométrique. Et alors, Allah est grand. Si on se trouve soumis à la gravité d'une planète d'antimatière, ou qu'on parvienne à mesurer l'effet de la gravité de la cabine formé d'antimatière ce n'est plus vrai, vu que la force est inversée.

Il n'est pas question de dire que remettre en cause la RG soit interdit dans les Livres Sibyllins, mais il est clair que si c'est une idée théorique, et non un constat expérimental, qui oblige à casser la vaisselle, celle là doit par définition réunir plus de faits avec moins d'hypothèses et on exige alors qu'elle se confronte de façon (très) approfondie à ce genre de problématique.

a+

[Deedee81]

Salut,

Et ça ne viole pas le Principe d'Equivalence ?

Si. Mais comme tout principe il doit se vérifier et n'a (ou n'avait) été vérifié qu'avec de la matière.

Bon, au départ moi j'avais trouvé que c'était une idée sympathique. Mais l'expérience étant reine, j'ai laissé tombé

[Deedee81]

Dis moi juste qui tu es pour définir cette théorie comme insignifiante...
Et pour te permettre de juger et de donner des conseils sur la façon de voir ce genre de théorie???

Oulàlà, du calme. Un petit prosac ?

Je ne sais pas a qui s'adresse cette réaction épidermique, mais, moi, tout ce que je dis c'est que cette théorie a été invalidée par l'expérience. C'est tout. Et le monde réel avec ses résultats expérimentaux aura toujours plus de crédit que n'importe quel diplome ou que n'importe quelle idée aussi géniale soit-elle. N'oublions pas qu'il s'agit de physique et que la physique c'est la paillasse avant d'être le stylo bille

[Gabriel]

Ces hypothétiques neutrinos très massifs ont dû être créés peu après le big bang, ou bien dans des régions très énergétiques, par exemple près des trous noirs ?

[Gilgamesh]

Ces hypothétiques neutrinos très massifs ont dû être créés peu après le big bang, ou bien dans des régions très énergétiques, par exemple près des trous noirs ?

Elles sont d'origine, mais à l'instar de toutes les particules élémentaires de l'univers, car les création de particules résultant de l'évolution stellaire sont insignifiante à l'échelle du stock initial (même pour les photons). Chaque particule émerge du bain initial de photons quand le bilan de création sur les destruction devient positif parce que les photons n'ont plus assez d'énergie pour détruire les survivants, du fait de l'expansion de l'univers qui refroidit le bain. C'est ce qu'on appelle le découplage rayonnement - matière (et y'a un découplage neutrinos- matière également à plus haute énergie). Le nombre des particules se fige peu à peu comme des rochers qui émergent sur la grève quand la marée descend. Et la hauteur du rocher, c'est sa masse. Plus il est massif, plus il émerge tôt.

Une des information intéressante de leur étude, c'est justement que c'est susceptible de donner une information de première main sur les époques énergétiques les plus élevées.


a+