• Matière noire

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Les autres théories ou peut être la votre...
 #31110  par Fimo
 
C'est une hypothèse réfutée par l'observation actuelle de la proportion des éléments légers (25% d'hélium 4, 75% d'hydrogène 1, et des traces du reste).


Ou ont-été faites ces observations ?

Mais comment peut-on "observer" cet espace colossale qui sépare les étoiles (+3°c au dessus du zéro absolu donc aucun rayonnement) ?
- toute matière baryonique d'un diamètre inférieur à x kilomètres serait obligatoirement "noir"
- les résidus anciens d'étoiles (étoiles à neutrons, trous noirs) sont également aujourd'hui "noirs"

En conclusion, ma question serait plutôt: a-t-on une réelle connaissance de l'espace qui sépare les étoiles ?

Pourquoi les scientifiques ont réfuté que cette masse (matière noire) ne soit pas d'origine baryonique alors que justement, la matière baryonique ne peut pas être observée dans cet espace, noir et presque sans aucune gravité?
 #31111  par bongo
 
Ou ont-été faites ces observations ?
Un peu partout, dans le spectre des étoiles, des nébuleuses etc…
Ce sont les reliques de ce que l’on appelle la nucléosynthèse primordiale.
On ne sait pas expliquer qu’il y a 25% d’hélium que ce soit très proche de nous ou à des milliards d’années-lumière, en tout cas il ne s’est pas écoulé assez de temps pour que les étoiles aient eu suffisamment de temps pour produire suffisamment d’hélium.
De plus, la plupart des étoiles sont sous la forme de naines rouges, qui ne rejettent pas ou très peu de leur matière en fin de vie.
Donc si tu veux pousser ce scénario, il faudrait invoquer plusieurs générations d’étoiles supermassives. Qui aurait synthétisé tout ça en très peu de temps.

En tout cas ça contredirait plusieurs théories bien établies :
- L’âges de l’univers
- La formation des étoiles
- La vitesse de formation des grandes structures (les inhomogénéités du rayonnement fossile ne sont pas suffisantes pour former les grandes structures si rapidement)
- La nucléosynthèse stellaire
Mais comment peut-on "observer" cet espace colossale qui sépare les étoiles (+3°c au dessus du zéro absolu donc aucun rayonnement) ?
Est-ce que tu n’oublierais pas la raie à 21 cm ?
Actuellement, on sait estimer la masse de la matière visible. Cependant on sait que la matière n’est pas forcément sous forme ionisé, elle peut être dans un état particulièrement froid qui ne rayonnerait quasiment pas, par exemple des nuages d’hydrogène moléculaire.
On estime qu’il y a à peu près 10 fois plus de matière baryonique froide (qui rayonnerait que très peu voire pas du tout).
- toute matière baryonique d'un diamètre inférieur à x kilomètres serait obligatoirement "noir"
Là tu parles de naines brunes ?
On a envisagé que les MACHO : massive compact halo objects, pourraient être les constituants de la matière noire. On a essayé de les observer par leurs effets de lentille gravitationnelle en observant par exemple les étoiles du nuage de Magellan. On en a détecté, mais dans une proportion bien moindre que ce qui était attendu, c’est-à-dire si toute la matière noire (c’est-à-dire si 50 fois la matière visible était faite de ces objets).
- les résidus anciens d'étoiles (étoiles à neutrons, trous noirs) sont également aujourd'hui "noirs"
Quelle est la proportion d’étoiles suffisamment massives pour former des étoiles à neutron et des trous noirs ?
Pour une étoile à neutron, il faut une masse supérieure à 8 masses solaires, pour un trou noir c’est 20 environ.
La plupart des étoiles (99%) ont la masse du soleil voire moins.
En conclusion, ma question serait plutôt: a-t-on une réelle connaissance de l'espace qui sépare les étoiles ?
C’est quasiment vide. Le milieu interstellaire a une densité extrêmement faible.
De plus, pourquoi cette matière se concentrerait à l’extérieur des galaxies, jusqu’à 20 fois le rayon galactique, et non au centre des galaxies ?
Pourquoi les scientifiques ont réfuté que cette masse (matière noire) ne soit pas d'origine baryonique alors que justement, la matière baryonique ne peut pas être observée dans cet espace, noir et presque sans aucune gravité?
Parce que le taux de deutérium comparé à l’hydrogène est très sensible à la densité initiale de baryon. Ce taux correspond à 10 fois la matière visible aujourd’hui, et non 50. (cf. la courbe que j’ai montré)
 #31112  par Fimo
 
Merci Bongo pour toutes vos explications très instructives.

Vous expliquez très bien tous les points à revoir. Cela remettrait en cause tout le déroulement du big-bang "jeune", la mort et l'état actuel de ces première étoiles (trous noirs, naines rouge & étoiles à neutrons éteintes, etc...) et du temps.

De plus, pourquoi cette matière se concentrerait à l’extérieur des galaxies, jusqu’à 20 fois le rayon galactique, et non au centre des galaxies ?

Vous m'apprenez que cette matière noire serait localisée autour d'un halo autour des galaxies ! Y-20

Cela met fin à mes questions sur le contenu de l'espace entre les étoiles.

Par contre ce halo ne peut-il pas être l'équivalent d'une "ceinture de Kepler" qui dans le tourbillon gravitationnel des galaxies aurait capté les résidus aujourd’hui invisibles des premières étoiles du Big-Bang ?

PS: merci professeur ! Y-16
 #31113  par bongo
 
Vous m'apprenez que cette matière noire serait localisée autour d'un halo autour des galaxies ! Y-20
Quand on étudie la courbe de rotation des galaxies, on voit que l’on arrive à expliquer la vitesse des étoiles du centre, jusqu’à une certaine distance. (courbe A = courbe théorique, courbe B = courbe expérimentale)
Image

Cela veut dire plusieurs choses. L’effet de la matière noire est prépondérante plus loin du centre de la galaxie, cela implique que la matière noire, même si elle interagit gravitationnellement ne peut pas se condenser, comme les nuages de matière normale.
La matière normale peut s’effondrer en étoiles parce qu’elle peut refroidir, i.e. émettre de l’énergie sous forme d’infrarouge, ou autre, c’est-à-dire sous forme de rayonnement électromagnétique.
La matière noire ne le peut pas, cela veut dire qu’elle n’est pas constitué de particules chargées. Cela contraint les modèles de physique des particules.

Ensuite l’on observe ce que l’on appelle des formations de structures bottom up, c’est-à-dire que des petites structures se forment, se rassemblent en structure plus grande et en méta structure plus grande etc… Cela veut dire que la matière noire est constituée de particules massives (ce qui élimine les neutrinos de masse trop faible, c’est-à-dire tous les neutrinos que l’on connait).
Cela met fin à mes questions sur le contenu de l'espace entre les étoiles.

Par contre ce halo ne peut-il pas être l'équivalent d'une "ceinture de Kepler" qui dans le tourbillon gravitationnel des galaxies aurait capté les résidus aujourd’hui invisibles des premières étoiles du Big-Bang ?
La ceinture de Kuiper est formé d’objets compacts, ce qui n’est pas le cas de la matière noire.
 #31114  par Fimo
 
La ceinture de Kuiper est formé d’objets compacts, ce qui n’est pas le cas de la matière noire.

Si comme vous le dites, cette ceinture de matière noire se trouve "à l’extérieur des galaxies, jusqu’à 20 fois le rayon galactique".
Cela équivaudrait donc à 1.5 millions d'années lumières, pensez-vous qu'à cette distance des objets d'une taille de 100km (cf. la ceinture de Kuiper) seraient observables ?

PS: c'est ma dernière question, je ne voudrais pas vous agacer. Y-20
 #31115  par Fimo
 
J'aj trouvé la réponse à ma question:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Matiere_noire
D'après des résultats publiés en août 2006, de la matière noire aurait été observée distinctement de la matière ordinaire5,6 grâce à l'observation de l'amas du Boulet constitué en fait de deux amas voisins qui sont entrés en collision il y a environ 150 millions d'années7. Les astronomes ont analysé l'effet de mirage gravitationnel afin de déterminer la distribution totale de masse dans la paire d'amas et ont comparé cette distribution avec celle de la matière ordinaire telle que donnée par l'observation directe des émissions de rayons X en provenance du gaz extrêmement chaud des amas, dont on pense qu'il constitue la majorité de la matière ordinaire des amas (les galaxies y contribuant en fait très peu). La température très élevée du gaz est due précisément à la collision au cours de laquelle la matière ordinaire interagit entre les deux amas et est ralentie dans son mouvement. La matière noire quant à elle n'aurait pas interagi, ou très peu, ce qui explique sa position différente dans les amas après la collision.
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