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Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?




  1. #1
    Olorin

    Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Les dernières semaines ont été riches en résultats scientifiques, en particulier en résultats d'observations qui semblent mettre à mal ( définitivement?) le modèle paradigmatique de lambda CDM, combinant une constante cosmologique à l'hypothèse de matière noire froide ( à priori non-baryonique). Faisons un bilan du statut de la physique et de son secteur sombre:

    - Les dynamiques des étoiles au sein des galaxies ainsi que celle des galaxies au sein d'amas ne sont pas bien décrites par les lois de la gravitation, ce qui conduit les théoriciens à postuler l'existence d'une forme de matière exotique à priori très différente de la matière ordinaire. On appelle cette matière hypothétique matière noire froide non baryonique, ou Cold Dark Matter ( CDM) dans la langue de Shakespeare.

    - Cette théorie est concurrencée par une autre approche qui se propose de modifier de façon pertinente les équations de la gravité pour rendre compte des observations: La première et la plus célèbre d'entre elle est MOND.

    Jusqu'à présent, chacune des théories présentaient des avantages et des inconvénients, de sorte qu'il était difficile de trancher entre l'une ou l'autre de façon définitive. Mais il semblerait qu'il soit de plus en plus difficile de pencher en faveur d'un scénario où seule l'hypothèse de matière noire froide non-baryonique puisse survivre comme théorie viable à l'explication des lois de notre univers. Le LHC a en parti été construit pour produire cette forme de matière exotique inconnue et qui semblait pouvoir découler de la théorie de supersymétrie, conséquence de la théorie des cordes. Or, il n'y a toujours pas la moindre trace de superparticules au LHC alors que l'énergie de collision atteint les 14 TeV...Pire, il n'y a pas la moindre trace de physique au delà du modèle standard des particules et interactions aux niveaux du collisionneur...De plus, aucune particule de matière noire n'a jamais été directement détectée alors que de nombreuses expériences ont déjà eu lieu sur Terre et dans l'espace. On n'a su jusqu'à présent ni produire (a des énergies qui devraient à priori le faire) ni détecter ces hypothétiques particules de matière noire malgré tous les efforts déployés.

    2 articles parus cette semaine pourraient venir falsifier définitivement l'hypothèse de matière noire froide non baryonique. L'un étudie l'absorption du rayonnement émis par les premières étoiles par les gaz cosmique via son empreinte sur le rayonnement de fond cosmologique. Le signal d'absorption est 2 fois plus intense que prévu ce qui serait du d'après les travaux à un refroidissement du gaz avec quelque chose de plus froid qui ne peut être que la matière noire. Or, les données d'observation place la masse des particules de matière noire à la borne supérieure de 4-4 GeV, soit 4 à 5 fois la masse du proton….Ceci n'est pas compatible avec l'hypothèse de matière noire froide non baryonique, car autrement on l'aurait produite en copieuse quantité au sein des accélérateurs depuis un bon bout de temps…

    Un autre article étudie la dynamique des galaxies satellites de Centaure A (http://science.sciencemag.org/content/359/6375/534) : leurs mouvement cohérents est incompatible avec les simulations d'amas de galaxie faisant appel au modèle CDM, qui prédisent une répartition isotropique et des orbites aléatoires pour les galaxies satellites. 2 études similaires de ce type avait été réalisées pour la voie lactée et andromède, des résultats similaires avait été observés*: dynamique orbitale cohérente et anisotropique des galaxies satellites. Les défenseurs du modèle CDM avaient postulé la coïncidence pour expliquer ces résultats ( biais statistiques), ce qui donnait déjà tout de même une chance de 0,5%. Elle est désormais portée à 1 sur 1 million…

    Tout tend à indiquer que la fin vient de sonner pour le modèle CDM qui rentre en contradiction de plus en plus flagrante avec les observations. Combien de temps faudra t-il avant d'enterrer définitivement le modèle CDM? Quelle type de matière noire sera compatible avec les observations*? Et cela rend -t-il enfin les modèles de gravité modifiée incontournables pour la compréhension de notre univers*? Je dirai qu'il est a mon avis déjà trop tard pour continuer à soutenir le modèle CDM, qu'une quantité raisonnable de matière noire sous une forme non exotique sera très probablement nécessaire pour expliquer l'univers ( matière noire non baryonique chaude de type neutrinos plus de la matière noire baryonique chaude et/ou froide du type gaz, astres ou baryons sombres) et enfin oui, les théories de gravité modifiées ont un très bel avenir devant elles! Qu'en pensez vous?

    -----

    Dernière modification par Olorin ; 04/03/2018 à 00h17.

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  3. #2
    viiksu

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Je ne suis pas familier de la théorie MOND mais il me semble qu'elle a aussi ses défaut autant que je me souvienne un problème de barycentre dans certaines galaxies. Quand à la matière noire une hypothèse récente (Pour la Science) la donne comme formée de trous noirs primordiaux. Je n'ai pas de théorie favorite la plus vraie me suffira il est vrai que le modèle CDM est un peu à la peine. Comment se fait-il que des particules en si grand nombre et si importantes soient indétectables?
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  4. #3
    Gilgamesh

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Il est malheureusement très possible d'avoir une matière noire ultra massive (impossible à recréer en accélérateur) et avec une section efficace nulle ou trop faible pour être accessible à la détection directe. Ça serait pas de bol, mais c'est pas du tout exclu.

    Mais il resterait justement la cosmologie pour nous permettre au moins de la quantifier par ses effets gravitationnels. Le modèle ΛCDM fonctionne parfaitement, si on passe à autre chose, le nouveau paradigme devra au moins faire aussi bien dans tous les compartiment du jeu : ajustement parfait des sept pics du spectre de fluctuation des inhomogénéité du CMB, en température et en polarisation, évolution du taux d'expansion, simulation détaillée de formation des grandes structures, courbes de rotation des galaxies.

    Reste le problème des galaxies naines. Mais j'ai vu des trucs très encourageant là dessus. En gros, le problème advient (trop de naines) avec des modèles de pure matière noire, et où la matière ordinaire joue pleinement son rôle (très complexe à simuler, allant de la formation stellaire aux supernovae).

    Pour l'instant, l'autre voie, celle de la gravité modifiée ne donne rien de probant.

    Et sur le fond, j'aimerais que les forumeur perdent cette habitude de donner des bons et des mauvais points aux théories en vigueur selon leur préférence personnelles. Personne ici n'est qualifié pour se placer en position de juge. On a tous nos préférences, c'est humains, et je n'interdit à personne de les exprimer, mais on doit tous avoir la simplicité de ne pas transformer ça en combat personnel.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 05/03/2018 à 15h30.
    Parcours Etranges


  5. #4
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    En ce qui concerne la fomation des grandes structures, les résultats récents sont assez explicites: le modèle CDM échoue à reproduire les observations ! Le score d'échec de CDM est 3/3, 3 galaxies étudiées avec leurs satelites et 3 échecs. A 1 echec, ont a invoqué une coincidence, a deux echecs ont a dit qu'une coincidence était toujours possible, a 3 echecs c'est game over pur et simple: le modèle CDM est falsifié par les règles de la méthode scientifique, je ne vois plus comment il pourrait s'en tirer maintenant....une pirouette habilement choisie ? Laquelle ? D'où mon excitation à discuter des alternatives possibles. Or il est averé que les théories de gravité modifiées n'ont aucun problème à reproduire les dynamiques de satelites galactiques (https://www.sciencedaily.com/release...0422085830.htm). Donc on en arrive clairement à une situation ou l'approche gravité modifiée plus matière noire non-exotique l'emporte sur une hypothèse de matière noire exotique sans gravité modifiée, car la première est falsifiée, la seconde toujours pas! Comment CDM pourrait s'en sortir maintenant?

  6. #5
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Viiksu, l'étude de l'amas du boulet ne pose pas de problème aux théories de gravité modifiée. L'invoquer systématiquement pour discréditer l'approche gravité modifiée Vs matière noire froide est faux, cf les conclusions ici http://lapth.cnrs.fr/pg-nomin/taille...re4_bullet.php. Qui plus est, la quantification théorique de la vitesse de l'onde de choc résultant de la collision des 2 galaxies pose problème uniquement dans le cas des théories de CDM, pas dans le cas des théories de gravités modifiées ( voir par exemple les cours de Françoise Combes au college de France ici : https://www.college-de-france.fr/sit...2-18-16h30.htm, dans COurs et seminaires, Le problème de la matière noire: galaxies spirales, Physique des galaxies en gravité modifiée, à partir de 20:00). L'amas du boulet pose donc plus de problèmes à CDM qu'à MOND et ses variantes. Les tensions entre la théories CDM et les observations ne font que s'amplifier au fur et à mesure que le temps passe, dixit notre cher deep turtle : «Il existe de toute évidence une tension entre les modèles et les observations», reconnaît Richard Taillet, chercheur au Laboratoire d'Annecy de physique des particules. «Ce n'est pas la seule. Les modèles cosmologiques classiques ont aussi tendance à produire trop de petites galaxies par exemple.» Deux hypothèses: soit les modèles invoquant la matière noire sont faux (en dépit des nombreuses solutions élégantes qu'ils offraient), soit les astronomes sont passés à côté de quelque chose." ( http://www.lefigaro.fr/sciences/2018...-perplexes.php)

    Je ne comprends vraiment plus ce qui retient les théoriciens sur cette théorie de plus en plus bancale à la lumière des observations et des nombreux résultats/non résultats établis à son sujet...Ont-ils cessé de faire de la science?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    pm42

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Citation Envoyé par Olorin Voir le message
    Je ne comprends vraiment plus ce qui retient les théoriciens sur cette théorie de plus en plus bancale à la lumière des observations et des nombreux résultats/non résultats établis à son sujet...Ont-ils cessé de faire de la science?
    Si tu veux faire de la chasse à un sujet que tu n'aimes pas et mettre en doute ceux qui bossent dessus, tu as sans doute des forums de politique, de foot ou pire qui sont plus adaptés.

  9. #7
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Il est malheureusement très possible d'avoir une matière noire ultra massive (impossible à recréer en accélérateur) et avec une section efficace nulle ou trop faible pour être accessible à la détection directe. Ça serait pas de bol, mais c'est pas du tout exclu.
    Ce qui était exclu avant la construction du LHC c'était de ne pas trouver de traces de supersymétrie (https://www.sciencenews.org/article/...les-physicists)! A 14 TeV et aux luminosités de faisceaux nominales du LHC, tous les théoriciens pro CDM s'accordaient sur le fait qu'on y trouverait des sparticules! ( Les neutralinos qu'ils nous disaient...). Venir à posteriori, après des années de runs en mode bredouille (brocouille?), dire qu'en fait ces particules seraient ultra-massive et non détectables, c'est un peu facile et cette approche rappelle honteusement les méthodes tant appréciées de la pseudo-science ( ça me rappelle les épicycles!). Une théorie paramétrable à merci et qui est capable d'évader tous les résultats contradictoires n'est pas une théorie scientifique, désolé....Une théorie scientifique formule des prédictions de manière non-ambiguë et assume ses échecs comme une grande en prenant la porte avec honneur le moment tant redouté venu, ce que les partisans de CDM ne font pas.

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  11. #8
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Si tu veux faire de la chasse à un sujet que tu n'aimes pas et mettre en doute ceux qui bossent dessus, tu as sans doute des forums de politique, de foot ou pire qui sont plus adaptés.
    Je ne fais la chasse à rien du tout, on est dans un forum scientifique ici, on discute des avancées de la science et on les partages pour susciter des discussions et diffuser la connaissance. A la lueur des avancées récentes ( et moins récentes), il est clair que la théorie CDM est en grande difficulté...et c'est un euphémisme. Cela n'a rien de politique, c'est juste purement scientifique, c'est la règle du jeu de la science, lorsque les données observationnelles sont en contradictions avec les théories, on met ces dernières à la poubelle , non? Il est donc impératif de diffuser ces données issues de la réalité objective et qui contredisent certaines théories, et ce forum est fait pour cela. Donc non, je ne met pas en doute ceux qui bossent dessus, ils ont fait de leur mieux à hauteur de leur capacités intellectuelles, de leur imagination, de leur créativité, de leur ouverture d'esprit et de leur intégrité/honnêteté, mais là je pense que le changement de paradigme est de plus en plus nécessaire, il devient intenable de poursuivre sur une voie qui menent à tant d'échecs...

  12. #9
    viiksu

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Même si lambda CDM se plante sur la nature de la matière noire elle ne se plante pas nécessairement sur les effets constatés n'est t'il pas plus important qu'elle reste le modèle d'évolution de l'univers le plus valable c'est à dire le plus prédictif? En fait on s'en fout un peu que la MN soit de la gravitation modifiée, des particules, des TN ou des crottes de chat.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  13. #10
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Ce qui était exclu avant la construction du LHC c'était de ne pas trouver de traces de supersymétrie (https://www.sciencenews.org/article/...les-physicists)! A 14 TeV et aux luminosités de faisceaux nominales du LHC, tous les théoriciens pro CDM s'accordaient sur le fait qu'on y trouverait des sparticules! ( Les neutralinos qu'ils nous disaient...).
    J'avais oublier de rajouter que les données récentes sur les raies d'absorptions donnent une borne supérieure de 4-5 GeV ( quelques masses de protons) pour les particules de matière noire. Ce résultats exclu donc de manière claire, nette et radicale l'hypothèse de
    l'existence de particules de matière noire ultra massive comme le suggère maladroitement Gilgamesh.

  14. #11
    mh34

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Citation Envoyé par Olorin Voir le message
    Il est donc impératif de diffuser ces données issues de la réalité objective et qui contredisent certaines théories, et ce forum est fait pour cela. .
    Ce forum est destiné à la vulgarisation scientifique, et pas aux discussions sur la validité de telle ou telle théorie, ce qui est réservé aux spécialistes ; si vous en êtes un vous devriez le comprendre facilement. Merci de bien vouloir vous en souvenir
    Dernière modification par mh34 ; 04/03/2018 à 12h43.
    νοὗσοι δ'ἄνθρώποισιν φέρουσαι σιγῇ, ἔπει φωνὴν ἕξειλετο μητιστα Ζεύς

  15. #12
    viiksu

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Citation Envoyé par Olorin Voir le message
    maladroitement
    terme à éviter peut-être non? Je ne connais pas perso Gilga mais toutes ses interventions me semblent extrêmement rigoureuses.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  16. #13
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    En fait on s'en fout un peu que la MN soit de la gravitation modifiée, des particules, des TN ou des crottes de chat.
    C'est ce genre de raisonnement qui est au cœur du progrès scientifique et technologique...Newton:" Je m'en fous de savoir pourquoi la pomme tombe et pourquoi la lune ne tombe pas..." Faraday: " Je m'en fous de savoir pourquoi le courant dévie l'aiguille de la boussole...", Maxwell: "
    Je m'en fous de savoir si les résultats nombreux de Faraday sont conciliables en une théorie compacte..." C'est affligeant de lire ce genre de commentaire sur un forum dédié à la poursuite du savoir et à la diffusion, propagation des connaissances...

  17. #14
    viiksu

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Citation Envoyé par Olorin Voir le message
    C'est ce genre de raisonnement qui est au cœur du progrès scientifique et technologique...Newton:" Je m'en fous de savoir pourquoi la pomme tombe et pourquoi la lune ne tombe pas..." Faraday: " Je m'en fous de savoir pourquoi le courant dévie l'aiguille de la boussole...", Maxwell: "
    Je m'en fous de savoir si les résultats nombreux de Faraday sont conciliables en une théorie compacte..." C'est affligeant de lire ce genre de commentaire sur un forum dédié à la poursuite du savoir et à la diffusion, propagation des connaissances...
    Bon je retire ce que j'ai dit maladroitement je voulais dire que déjà avoir un modèle explicatif basé sur des effets gravitationnels indépendants de leur cause c'est déjà bien. Bien entendu en savoir plus sera toujours mieux.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  18. #15
    pm42

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Citation Envoyé par Olorin Voir le message
    C'est affligeant de lire ce genre de commentaire sur un forum dédié à la poursuite du savoir et à la diffusion, propagation des connaissances...
    Tu peux te calmer un peu ?

  19. #16
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Je ne connais pas perso Gilga mais toutes ses interventions me semblent extrêmement rigoureuses.
    Bah en fait c'est plutôt le contraire qui est constatable suite à mes récentes interactions avec lui. Il suffit de lire son premier post sur cette discussion pour constater a quel point la rigueur scientifique lui échappe.

  20. #17
    Olorin

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Ce forum est destiné à la vulgarisation scientifique, et pas aux discussions sur la validité de telle ou telle théorie, ce qui est réservé aux spécialistes ; si vous en êtes un vous devriez le comprendre facilement. Merci de bien vouloir vous en souvenir
    Je ne savais pas que la vulgarisation scientifique pouvait se passer de discussions sur la validité de telles ou telles autre théorie. Je pensais que c'était le cœur même de l'entreprise scientifique. Ne pas oublier que je ne fais ici que rapporter les résultats
    d'études scientifiques belle et bien conduites par des équipes de spécialistes, ni plus ni moins, et de lancer le débat quant aux conséquences de ces études sur notre compréhension du monde.

  21. #18
    mh34

    Re : Modèle de matière noire froide non-baryonique CDM, Game Over?

    Citation Envoyé par Olorin Voir le message
    Je ne savais pas que la vulgarisation scientifique pouvait se passer de discussions sur la validité de telles ou telles autre théorie.
    Eh bien maintenant vous le savez.
    ET vu la tournure de ce fil...fermeture.
    νοὗσοι δ'ἄνθρώποισιν φέρουσαι σιγῇ, ἔπει φωνὴν ἕξειλετο μητιστα Ζεύς

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