Existe t'il un lien entre matière noire et anti-matière?

[pascelus]

Bonjour à tous!


J'ouvre ce nouveau fil car le précédent avait subi une vraiment trop forte... "expansion"...

Dès lors qu'on dispose d'assez d'énergie localement, le processus de création est toujours possible, la nature n'a pas cassé le moule. Et on espère bien produire de la sorte des neutralinos au LHC.

Mais au plan cosmologique cela devient anecdotique, d'autant plus que la section efficace d'interaction est faible.

Les seuls processus notables de l'univers post-découplages sont la formation des galaxies (processus gravitationnel) et les processus stellaires ....

D'après mes lectures il semblerait que le centre des galaxies (notamment de la notre) soit le "berceau" d'une quantité considérable d'anti-matière. Sa concentration s'avère décroissante depuis le centre vers la périphérie.

Il semblerait aussi que la répartition de la matière noire, inconnue mais indispensable à la mécanique galactique, subisse le ratio inverse, à savoir plutôt concentrée en périphérie et appauvrie vers le centre des galaxies...

Fort de ce constat, et en dépit des observations de sources de positrons par les couples d'étoiles particuliers (http://smsc.cnes.fr/INTEGRAL/Fr/lien3_res.htm), pensez-vous qu'il puisse y avoir un lien de cause à effet entre ces répartitions géographiques "complémentaires", voire à la production de cette "matière noire" via une annihilation matière/anti-matière?
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[Gilgamesh]

D'après mes lectures il semblerait que le centre des galaxies (notamment de la notre) soit le "berceau" d'une quantité considérable d'anti-matière. Sa concentration s'avère décroissante depuis le centre vers la périphérie.

La luminosité dans la bande 511 keV représente une dizaine de milliers de luminosités solaires, cela reste assez modeste (pour un région émissive qui s'étend sur une dizaine de milliers d'années lumières).

Il semblerait aussi que la répartition de la matière noire, inconnue mais indispensable à la mécanique galactique, subisse le ratio inverse, à savoir plutôt concentrée en périphérie et appauvrie vers le centre des galaxies...

Non, évidemment la densité de matière noire est en toutes hypothèses bien plus élevée au centre. C'est du reste la raison pour laquelle certains ont proposés de voir dans l'annihilation de la matière noire la source de la luminosité gamma du centre galactique.

[pascelus]

Non, évidemment la densité de matière noire est en toutes hypothèses bien plus élevée au centre. C'est du reste la raison pour laquelle certain on proposé de voir dans l'annihilation de la matière noire comme source de la luminosité gamma du centre galactique.

Il semblerait qu'il n'y ait pas de matière noire au centre des galaxies: "il est impossible que la matière noire se trouve dans le disque galactique, car on devrait alors observer dans le mouvement des étoiles une oscillation perpendiculaire au disque ; oscillation que nous ne voyons pas." (http://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire). Mais par contre cela pourrait former un "halo" englobant largement toute la matière baryonique des galaxies.

Ou aussi selon un astrophysicien du Cnrs, Benoit Famaey (Observatoire de Strasbourg):

"Nous avons découvert une étroite corrélation entre la densité de matière visible et la taille du halo de matière noire. Ces deux quantités sont liées de manière à ce que la force gravitationnelle engendrée par la matière visible soit toujours la même au rayon caractéristique du halo de matière noire. Ce rayon est la limite jusqu'où la densité de matière noire ne décroît que lentement, ce qui définit la taille de la galaxie en terme de matière noire. En termes plus simples, cela veut dire que la matière noire est distribuée de manière inverse à la matière visible : plus à la périphérie de la galaxie et moins au centre, alors que la matière visible est très concentrée au centre de la galaxie puis de moins en moins dense" (http://www.insu.cnrs.fr/ama09/un-nou...s-les-galaxies)

Mais Wikipédia n'étant pas toujours une source d'information solide, si quelqu'un a des informations concordantes ou discordantes avec cette répartition de masses cela peut etre intéressant...

D'où ma question sur un lien de cause à effet sur cette répartition étrange pour deux matières (baryonique et noire) qui n'auraient d'échanges QUE gravitationnels?

[ansset]

les deux remarques semble totalement opposées.
à moins que l'on ne parle de %matière noire/%matière baryonique. ( bref qualitatif ou quantitatif )
curieux de connaitre vos points de vue.
cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Il semblerait qu'il n'y ait pas de matière noire au centre des galaxies: "il est impossible que la matière noire se trouve dans le disque galactique, car on devrait alors observer dans le mouvement des étoiles une oscillation perpendiculaire au disque ; oscillation que nous ne voyons pas." (http://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire). Mais par contre cela pourrait former un "halo" englobant largement toute la matière baryonique des galaxies.

Il y a une erreur manifeste a minima dans la formulation de cette phrase, si ce n'est dans le fond de l'idée.

Ou aussi selon un astrophysicien Cnrs, Benoit Famaey (Observatoire de Strasbourg):

"Nous avons découvert une étroite corrélation entre la densité de matière visible et la taille du halo de matière noire. Ces deux quantités sont liées de manière à ce que la force gravitationnelle engendrée par la matière visible soit toujours la même au rayon caractéristique du halo de matière noire. Ce rayon est la limite jusqu'où la densité de matière noire ne décroît que lentement, ce qui définit la taille de la galaxie en terme de matière noire. En termes plus simples, cela veut dire que la matière noire est distribuée de manière inverse à la matière visible : plus à la périphérie de la galaxie et moins au centre, alors que la matière visible est très concentrée au centre de la galaxie puis de moins en moins dense" (http://www.insu.cnrs.fr/ama09/un-nou...s-les-galaxies)

Ce qui est en gras ne figure pas dans la page mise en lien. D'où est ce que cela provient ?

edit : mmmh... du blog science² de Libé on dirait.

Ce n'est pas une citation de Benoit Famaey, c'est juste Sylvestre Huet qui a compris tout de travers, il me semble.

Famaey dit explicitement l'inverse :

GALAXIES Il existe un lien entre la matière noire et la matière visible (itw dans La Recherche)
"Le rapport entre les quantités de matière noire et de matière visible contenues dans ce rayon est donc toujours le même."

[pascelus]

Ce qui est en gras ne figure pas dans la page mise en lien. D'où est ce que cela provient ?

Oui mea culpa. Le commentaire à partir de "En termes plus simples..." est bien journalistique, par Sylvestre Huet.

Par contre il ne me semble pas mal interpréter les observations de Benoit Famaey qui, lorsqu'il dit "il semble exister une relation universelle entre la distribution de cette matière noire et celle de la matière visible, quel que soit le type de galaxie considérée. Il y a quelques mois, on a découvert que la force de gravitation exercée par la matière noire est toujours la même à un certain rayon caractéristique, qui dépend de la densité de matière noire au centre de la galaxie. Et nous montrons que la force de gravitation exercée par la matière visible est aussi toujours la même à ce rayon " cela sous-tend bien un équilibre dans le rapport matière noire/matière visible... Comme le comprend aussi la journaliste Hélène Le Meur de La Recherche que vous citez (http://www.larecherche.fr/actualite/...2-2009-72481): "[1] . Le rapport entre les quantités de matière noire et de matière visible contenues dans ce rayon est donc toujours le même." Donc là ou il y a le plus de matière baryonique (centre des galaxies), il y aurait moins de matière noire, et réciproquement en s'éloignant.. Jusqu'à peut être, au delà des dernières étoiles périphériques, absence de matière visible et densité maximale de matière noire.

Je ne vois pas comment interpréter là le contraire, à savoir que la matière noire serait plus dense au centre des galaxies, tel que seule l'interaction gravitationnelle l'obligerait.

Benoit Famaey interrogé sur l'explication de ce constat évoque meme, entre 3 hypothèses, la possibilité d'une autre interaction inconnue entre cette matière noire et la matière visible! Les 2 autres étant une propriété émergente complexe de la matière noire, ou bien une modification de la loi de la gravitation de Newton (Modified Newtonian dynamics (théories "Mond" jugées par ailleurs assez empiriques et ne fonctionnant plus correctement au niveau des amas de galaxies)).

Voir aussi: http://www.futura-sciences.com/magaz...-famaey-38857/

[Gilgamesh]

Le rapport entre les quantités de matière noire et de matière visible contenues dans ce rayon est donc toujours le même." Donc là ou il y a le plus de matière baryonique (centre des galaxies), il y aurait moins de matière noire, et réciproquement en s'éloignant.. Jusqu'à peut être, au delà des dernières étoiles périphériques, absence de matière visible et densité maximale de matière noire.

L'article est ici : Universality of galactic surface densities within one dark halo scale-length

Le profil de densité de Burkert est une loi empirique qui s'exprime ainsi :



avec
la densité de matière noire au rayon r
la densité centrale
l'échelle de longueur, telle qu'au dela de ce rayon le profil de densité devient plat, ici pris tel que la densité de matière noire atteint le quart de la densité centrale.

Il a été montré que la densité surfacique moyenne de matière noire enclose dans le rayon critique est la même pour tous les types de galaxies étudiés, de l'ordre de 140 masse solaire par parsec carré :



Lui trouve également que la densité de matière lumineuse (cad les étoiles) suit une loi analogue, avec la même valeur de r0.

[pascelus]

L'article est ici : Universality of galactic surface densities within one dark halo scale-length

Merci beaucoup. Malheureusement ma maitrise de l'anglais ne me rend pas cela très "lumineux"...

Ceci par exemple me laisse perplexe: "Although the total luminous-to-dark matter ratio is not
constant, within one halo scale-length it is constant."

Il me semble subsister une ambiguité qui laisse possible des interprétations.

Sinon j'ai trouvé aussi cet article qui va aussi dans le sens d'une densité de matière noire problématique:

"Des déterminations de densité de matière noire problématiques

Selon les théoriciens et les simulations faites sur des superordinateurs, comme celles de la Dark Energy Universe Simulation (DEUS) Full Universe, la matière noire devrait être plus abondante dans le cœur des galaxies naines, et même dans celui d’autres galaxies comme la Voie lactée. Or, selon les mesures des astronomes, il n’en est rien. "

(http://www.futura-sciences.com/magaz...resolue-48901/)

Il reste beaucoup d'ombre dans la matière noire, si j'ose dire....

[ansset]

je vous lis tous les deux avec intérêt.
dans l'article que tu cites, il me semble s'agir essentiellement des galaxies naines.
il n'y a qu'une phrase ( non explicitée ) qui mentionne la voie lactée, sans que celle ci ne semble faire l'objet de l'étude en elle même.
que ce soit juste ou pas est donc difficile à apprécier.
cordialement.

[pascelus]

il me semble s'agir essentiellement des galaxies naines.

Oui en effet ce n'est pas très clair.

Il y a aussi cet article de Philippe Ribeau-Gésippe rédacteur astrophysique de PLS (http://www.pourlascience.fr/ewb_page...xies-23599.php) qui interprete aussi la publication de Benoit Famaey dans le sens d'une corrélation inverse entre matière noire et matière lumineuse...

[Gilgamesh]

Merci beaucoup. Malheureusement ma maitrise de l'anglais ne me rend pas cela très "lumineux"...

Ceci par exemple me laisse perplexe: "Although the total luminous-to-dark matter ratio is not
constant, within one halo scale-length it is constant."

Il me semble subsister une ambiguité qui laisse possible des interprétations.

La phrase signifie que d'une galaxie à l'autre, le ratio entre matière noire et lumineuse n'est pas constant, mais que si on se restreint à la partie incluse dans le cercle de rayon critique r0 (au delà duquel le profil de densité de la matière noire devient ~ constant), ce ratio est constant.

Sinon j'ai trouvé aussi cet article qui va aussi dans le sens d'une densité de matière noire problématique:

"Des déterminations de densité de matière noire problématiques

Selon les théoriciens et les simulations faites sur des superordinateurs, comme celles de la Dark Energy Universe Simulation (DEUS) Full Universe, la matière noire devrait être plus abondante dans le cœur des galaxies naines, et même dans celui d’autres galaxies comme la Voie lactée. Or, selon les mesures des astronomes, il n’en est rien. "

(http://www.futura-sciences.com/magaz...resolue-48901/)

Il reste beaucoup d'ombre dans la matière noire, si j'ose dire....

Apparemment ça concerne simplement la forme plus ou moins "piquée" du profil de densité.

[ansset]

reste que le rapport avec l anti-matière : sujet du fil , n'apparaît nul part !

[pascelus]

reste que le rapport avec l anti-matière : sujet du fil , n'apparaît nul part !

Non en effet. Je me posais juste la question d'une corrélation potentielle avec le fait que le centre des galaxies rassemblait une grande quantité d'anti-matière et par contre la matière noire y semblait étrangement "clairsemée". Mais apparemment rien n'est établi clairement.

[ansset]

Non en effet. Je me posais juste la question d'une corrélation potentielle avec le fait que le centre des galaxies rassemblait une grande quantité d'anti-matière et par contre la matière noire y semblait étrangement "clairsemée". Mais apparemment rien n'est établi clairement.

je l'ignorai, tu as des infos crédibles la dessus ?
Cdt

[pascelus]

Il s'agit de l'émission à 511 keV dont la source n'est pas encore établie mais localisée au centre de notre galaxie:

http://irfu.cea.fr/Phocea/Vie_des_la...=fait_marquant
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1264.htm

Et aussi une probable réponse négative au titre de ce fil:

http://www.futura-sciences.com/magaz...e-noire-14208/

[ansset]

ok, neutralinos, mini trous noirs primordiaux....etc...
tout ça ne dit pas clairement ce qu'on peut dire de la répartition de la matière noire ds notre galaxie.
c'est déjà pour moi assez énorme.
ou alors, les infos ont malheureusement était diffuse ds ce fil.

[ansset]

ce n'est un pas forcement un argument contradictoire.
l'hypothèse des mini trous noirs primordiaux, et pour l'instant invisibles ce n'est pas absurde.
vu l'age supposé de nôtre galaxie.
encore une fois, je m'exprime en tant que simple lecteur intéressé.

[ansset]

mais bon.
mini tour noir = très diff de anti-matière. ( opposés même )

[Gilgamesh]

En tout état de cause, l'antimatière n'a jamais constitué un bon candidat pour la matière noire dans la mesure où cette hypothèse est au départ convoquée pour résoudre un problème local (au sein des amas pour expliquer les spectre de vitesse des galaxies, puis au sein des galaxies elle même pour expliquer la courbe de vitesse notamment des régions périphériques). Si tout ce petit monde baignait dans un halo d'antimatière, les effets seraient assez spectaculaires (et brefs).

[pascelus]

En tout état de cause, l'antimatière n'a jamais constitué un bon candidat pour la matière noire

Je ne m'interrogeais pas sur la candidature possible de l'anti-matière pour cette matière noire, qui semble effectivement exclue, mais plutôt sur ses interactions potentielles autres que gravitationnelles . Il semble ressortir des observations que la densité de matière noire ne suit pas uniquement la gravitation car elle ne se concentre(rait) pas majoritairement au centre des galaxies.

Serait-il envisageable qu'il existe plusieurs formes de matière noire? Notamment de "l'anti-matière noire"? La création de celle-ci annihilerait une partie de la matière noire au centre des galaxies?

(oui je sais que futura n'est pas le lieu pour les théories personnelles. Mais je ne fais que poser la question n'ayant pas trouvé d'explication convaincante à cette répartition étrange de la matière noire...)

[ansset]

Notamment de "l'anti-matière noire"?

sachant qu'à priori la matière noire n'est pas baryonique ( hypothèse ? ), je ne sais pas définir le sens de "l'anti-matière noire".

[pascelus]

sachant qu'à priori la matière noire n'est pas baryonique ( hypothèse ? ), je ne sais pas définir le sens de "l'anti-matière noire".

Il me semble avoir lu parmi les hypothèses de matière noire, la possibilité de particules massives "supersymétriques". Il existerait donc des particules, anti-particules, Sparticules, et pourquoi pas des anti-Sparticules? cf Michel Cassé