Bonjour,

J'aimerais savoir si le raisonnement ci-dessous est correct :

Les anisotropies du rayonnement fossile sont dues aux oscillations "acoustiques" des baryons dans le plasma primordial, et elles impactent peu la distribution de la matière noire : celle-ci n'interagissant que gravitationnellement et sa densité moyenne étant environ cinq fois plus importante que celle de la matière baryonique, elle n'est que faiblement entraînée par ces oscillations. On peut donc considérer approximativement qu'elle reste confinée dans les zones correspondant aux pics d'amplitude du CMB.
En considérant tout aussi approximativement que le volume total de ces zones représente la moitié du volume de l'univers observable à l'époque du CMB, leur densité de matière totale (matière baryonique + matière noire) serait de l'ordre de dix fois la densité moyenne de matière baryonique, soit environ deux fois la densité moyenne de matière totale. A contrario, le même raisonnement conduit à considérer que la densité de matière totale dans les zones de sous-densité destinées à devenir des vides cosmiques ne serait que d'environ un cinquième de la densité moyenne, celles-ci contenant très peu de matière noire.

Par conséquent, à l'époque du CMB, le modèle d'espace-temps spatialement homogène est déjà une approximation valide seulement à grande échelle. On ne peut considérer que le contenu en énergie de différentes régions de volume V de l'hypersurface spatiale à t constant est identique que si V est plus grand que quelques , où est le rayon du "sound horizon" des oscillations acoustiques des baryons.

Tant pis si le message est long, mais je voudrais aussi valider le point suivant :

Je suppose que le découplage se produit quand la densité de matière baryonique devient approximativement égale à une constante . Mais c'est la densité de matière totale (dominée par la matière noire dans les zones de forte densité) qui détermine le taux d'expansion local et donc l'évolution de la densité de matière baryonique. Ce taux étant plus faible dans les zones où la densité totale est plus forte, leur volume grandit moins vite, et - à densité de matière baryonique initialement identique - le découplage y intervient plus tard que dans celles où la matière noire est pratiquement absente.

Cela n'empêche pas qu'il intervienne au même redshift z, puisque celui-ci ne dépend que du rapport entre le facteur d'échelle (local) au moment (local) du découplage et le facteur d'échelle (moyen) aujourd'hui. Je détaille l'explication :
en supposant que deux zones initialement de même volume, l'une sur-dense (contenant de la MN) et l'autre sous-dense (n'en contenant pas), contiennent la même masse de matière baryonique , et que le volume de la première grandit moins vite que celui de la seconde , le découplage intervient pour la première lorsque et pour la seconde lorsque , donc pour la même valeur de leurs facteurs d'échelle locaux (et donc au même z), mais à des instants différents, avec puisque, initialement les deux volumes et donc les deux facteurs d'échelles étaient identiques.

Autrement dit, même avec cette hypothèse, l'observation du CMB ne permet pas de discerner les deux types de zones par leur redshift, ni par l'énergie du rayonnement reçu, à de très faibles anistropies près (celles qu'on observe, de l'ordre de 10-5). Mais cela n'empêche pas que leurs densités totales de matière (noire + baryonique) soient très différente, éventuellement dans un rapport 10 si on imagine que la matière noire (qui ne rayonne pas !) n'est pratiquement présente que dans les zones de sur-densité.

Voilà... Merci d'avance pour vos réponses sur l'un ou l'autre point.

Cordialement,
Yves