Matière noire et observation

[invite8d0f482c]

Bonjour

Est il vraiment possible d'estimer la masse des éléments de notre univers, alors que tout ces éléments sont en mouvement les un par rapport aux autres, avec des vitesses variables et des champs gravitationnel qui peuvent aller jusqu'aux trous noirs ? Le fait que les "horloges" ne soient pas synchro est il un problème ou bien le fait de choisir un référentiel identique pour tous les éléments fait il que les calculs sont forcément justes ?
De plus n'est pas la somme matière plus énergie qu'il faudrait chercher à évaluer ?


Merci
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[Deedee81]

Salut,

La masse étant un invariant relativiste il n'y a guère de problème de principe.

Mais en pratique on ne fait que des estimations. Pour les corps célestes, on utilise la masse totale incluant tout le contenu (énergie interne inclue) et en utilisant les lois de Kepler. Puis on fait la somme pour tous les astres. Pour un nuage de gaz, c'est moins compliqué : connaissant sa densité on a sa masse (l'énergie interne, d'origine thermique, ce n'est qu'un minuscule pouillème).

Les effets relativistes sont relativement négligeables pour une telle estimation (sauf peut-être sur des échelles cosmologiques, certains étudient les effets globaux de telles petites perturbations locales, mais les calculs sont épouvantables,... c'est encore au stade de recherche. Cela pourrait jouer un rôle pour l'énergie noire. Mais pas pour la matière sombre qui est un effet local, comme l'effet sur la rotation des étoiles de la galaxie par exemple).

[invite8d0f482c]

c'est justement cette histoire de masse manquante dans l'univers qui me pose question, la fameuse energie noire dont tu parles ne peut elle "remplacer" la matière noire ?

Merci

[Deedee81]

c'est justement cette histoire de masse manquante dans l'univers qui me pose question, la fameuse energie noire dont tu parles ne peut elle "remplacer" la matière noire ?

Non, ce sont deux choses très différente (la seule chose qu'elles sont en commun est le "noir" qui traduit plus notre état d'esprit qu'une couleur ).

La matière sombre/noir/manquante augmente l'attraction gravitationnelle. Elle ne peut donc que ralentir l'expansion.

L'énergie noire, elle, accélère l'expansion. Si d'aventure il s'agissait bien d'une forme d'énergie (on n'en est même pas sûr !!!!), alors ce serait une énergie très exotique : d'un point de vue gravitationnel, elle serait répulsive.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

De plus n'est pas la somme matière plus énergie qu'il faudrait chercher à évaluer ?

La donnée intéressante est en termes de masse volumique et d'énergie volumique. Si on ne pense que "masse" ou "énergie" il y a une sorte d'équivalence.

Mais en termes densité volumique, une différence importante apparaît.

En gros, l'énergie diminue avec l'expansion plus vite que du seul fait que les volumes augmentent. Cela se voit immédiatement avec la lumière ("photons"), leur énergie diminue (redshift cosmologique), alors que la masse d'un atome d'hydrogène n'est pas affectée par l'expansion.

Pour revenir aux densités, celle de l'énergie diminue à la puissance quatrième du facteur d'expansion, alors que celle des masses seulement à la puissance troisième. L'influence relative des deux se modifie donc avec le temps.

L'énergie noire est encore autre chose, elle correspond à une énergie volumique constante, introduisant ainsi un nouveau "degré de liberté".

L'étude du cosmos permet aux cosmologistes d'adapter au mieux les courbes théoriques à ce qu'ils observent en jouant sur les rapports entre les trois densités, c'est à dire entre les trois modes d'évolution.

L'énergie noire a été introduite parce qu'on n'arrivait pas à "fitter" les observations en jouant seulement sur la masse volumique et sur l'énergie "standard" volumique. En combinant les trois densités avec les bons coefficients, on y arrive.

[invite8d0f482c]

J'ai trouvé un excellent article sur Futura site
http://www.futura-sciences.com/magaz...e-noire-39949/

"Les neutralinos ont toutes les propriétés requises pour expliquer la matière noire. En ce sens, la découverte du boson de Higgs pourrait présager que nous nous approchons de la solution de l’énigme de la matière noire. Si le champ de Higgs contribue très peu à la masse de la matière normale de l’univers, son existence pourrait cependant être indirectement responsable de la masse de la matière dominante de l’univers observable, la matière noire."

Par contre comme souvent ça pause d'autres questions )
Les champs de Higgs ne donneraient une masse qu'à "certains" objets quantiques et "pas" aux objets macroscopiques ?
c'est la densité qui explique la masse des objets macroscopiques ? Quel est le lien finalement avec le "gravition" ?

Merci

[Deedee81]

Salut,

Ce que la citation dit c'est que si les particules supersymétriques existent (alors la plus légère est stable) et si elles sont massives et nombreuses, ça expliquerait la masse manquante.

La masse d'un objet macroscopique c'est la masse des particules (moins l'énergie de liaison, fort importante dans le noyau, négligeable pour le reste sauf pour les corps très très massif comme une étoile). La masse des protons et neutrons, c'est essentiellement de l'énergie cinétique et de l'énergie d'interaction forte, les quarks ce qu'une petite fraction de la masse. Donc, le Higgs n'intervient que pour une petite partie de la masse totale d'un objet macroscopique !

Par contre, si le neutralino est la matière sombre, alors cette masse énorme dans l'univers serait due entièrement à l'interaction neutralino - Higgs.

Quel est le lien finalement avec le "gravition" ?

Lointain. Le graviton est juste à la gravité ce que le photon est à la lumière. Et en relativité générale, la source de la gravité c'est l'énergie totale, pas la masse proprement dite.