Tag Archives: Matière noire

Physique: Principe d’équivalence ou schizophrénie de masse?

En physique, la masse a une double personnalité: d’une part elle est ce qui cause l’inertie (la résistance à l’accélération), et d’autre part elle est ce qui cause la gravité. Mais ces deux aspects semblent équivalents sans que cela puisse s’expliquer, et cette observation a chagriné nombre de physiciens, aussi bien avant qu’après Einstein. Einstein, lui,  avait trouvé une parade qui donna naissance à la théorie de la relativité générale: un objet modifie la forme de l’espace-temps (plus il est lourd, plus il y a de compression de l’espace et donc plus nous mesurons un effet d’accélération vers l’objet, accélération que nous appelons “force de gravité”). Il n’y aurait donc pas de “masse gravitationnelle” en tant que telle, seulement une masse inertielle modifiant la structure de l’espace et créant l’illusion de la force de gravité.  Einstein a simplement appelé ceci le “principe d’équivalence”. Mais bien sûr, la gravité décrite de cette façon ne s’accorde pas avec la théorie quantique (qui nécessite un vecteur de transmission de la force) et est incompatible avec toute forme de Grande Théorie Unifiée. Read more

Et alors, cette matière noire?

Décidément la matière noire a l’esprit malicieux ces derniers temps. Je parlais en début de mois dans le billet “La matière noire souffle le chaud et le froid” des incohérences dans les résultats des différents détecteurs actuellement en batterie pour détecter cette fameuse matière (censée constituer de l’ordre de 85% de la masse de l’univers). Et voici qu’une nouvelle étude publiée par des chercheurs de l’ESO au Chili et en Italie s’intitule “Aucune évidence de matière sombre au voisinage du système solaire“. Alors qu’évidemment elle est supposé exister là comme partout ailleurs. Read more

La matière noire souffle le chaud et le froid

La matière noire (ou sombre), telle un monstre du Loch Ness cosmique, apparaît et disparaît selon les méthodes de détection, se fait tantôt passer pour “froide”, tantôt pour “chaude” selon les construction théoriques sur sa nature mais, comme le dit si bien le théoricien Jonathan Feng de l’Université de Californie, “nous sommes dans le même cas que cette parabole des Indes dans laquelle un groupe d’aveugles touchent chacun une partie d’un éléphant et cherchent ensuite à reconstruire ensemble une image de l’animal”. Read more

Galaxies à spirale: trop belles pour être vraies?

M83 - Southern Pinwheel

Quoi de plus beau qu’une galaxie spirale, telle la M101 dite “Pinwheel”, à quelques 25 millions d’années-lumière au sein de la Grande Ourse? Belle et surtout mystérieuse car l’existence de ce type de galaxie pose actuellement des questions sur le mode de développement de ces merveilles célestes.

La description traditionnelle de l’émergence des galaxies consiste à partir de fluctuations quantiques après le Big Bang, ayant eu pour effet de densifier certaines parties de la “soupe atomique” de l’époque. Fluctuations très liées à la matière sombre (ou matière noire), censée constituer près des 3/4 de la masse de l’univers. Dans le modèle cosmologique standard, c’est l’observation de la réalité – et notamment les galaxies – qui fonde la nécessité d’une telle matière sombre, a priori froide et statique. Toujours selon ce modèle, ces densifications locales seraient les points de départ de la construction des galaxies par attraction gravitationnelle.

Néanmoins, pour devenir aussi grandes qu’elle le sont aujourd’hui les galaxies se sont entrechoquées et ont fréquemment fusionné autour de bulbes massifs constitués d’amas d’étoiles désordonnés avec, au centre, un trou noir. Dans les galaxies spirales à bulbe, il y a une corrélation entre la taille du bulbe et la taille du trou noir, et 70% des galaxies possèdent un bulbe. Les galaxies spirales sans bulbe étaient supposées avoir réussi à grandir sans fusionner avec d’autres, et on ne se posait pas trop la question de savoir comment, exactement, elles s’y étaient prises. Read more

Matière noire: où sont les WIMPs?

Dans le billet publié le 13 avril sur ce blog “Une 5ème force de la nature en technicouleur?” je notais que l’éventuelle validation de la théorie “Technicolour” remettais en cause le modèle de matière noire le plus couramment admis actuellement en cosmologie, à savoir qu’elle serait composée de particules appelées WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Les WIMPs feraient partie de la classe des particules non baryoniques froides, c’est à dire des particules qui n’interagissent pas avec la matière “normale” (baryonique) et froides car créée aux origines de l’univers. Donc particulièrement difficiles à détecter.

C’est pourquoi une expérience spécifique nommée Xenon100 fut lancée l’an dernier au laboratoire national italien Gran Sasso. Un détecteur placé à 1 400 m sous terre (pour minimiser les interférences avec les radiations comiques) pendant 100 jours. La théorie prévoit que sur une telle période quelques WIMPs devraient interagir avec les atomes de Xénon au sein du détecteur. Résultat? Read more

Une 5ème force de la nature en technicouleur?

La science reconnait actuellement quatre forces fondamentales: la gravité, l’électromagnétisme, et les forces nucléaires “forte” et “faible”. Pour une description et mise en contexte de ces forces je conseille l’article sur wikipedia. Ces quatre forces ont aujourd’hui des caractéristiques très différentes mais il est généralement admis dans le cadre du modèle standard qu’à l’origine, c’est-à-dire au moment du Big Bang, ces forces avaient des puissances équivalentes – ce qui fonde la recherche d’une Grande Théorie Unifiée pour rassembler ces quatre forces en une seule “super force”.  Read more