[News] La matière noire et l’énergie noire remise en question

La physique de l'Univers...

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Redbran
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[News] La matière noire et l’énergie noire remise en question

Message par Redbran » 24/11/2017 - 12:00:17

Un chercheur de l’Université de Genève montre que l’on peut expliquer l’accélération de l’expansion de l’Univers et le mouvement des étoiles dans les galaxies sans avoir recours à la matière noire et l’énergie noire. Qui pourraient donc ne pas exister.

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©DR
Depuis près d’un siècle, les chercheurs posent l’hypothèse selon laquelle il y aurait dans l’Univers plus de matière que celle que l’on peut voir, la matière noire. De même, ils avancent l’existence d’une énergie noire, plus forte que l’attraction gravitationnelle. Toutes deux permettent d’expliquer l’accélération de l’expansion de l’Univers ou les mouvement des étoiles dans les galaxies. Selon un chercheur de l’Université de Genève (UNIGE), ces deux hypothèses seraient caduques et les phénomènes qu’elles expliquent peuvent être démontrés sans y avoir recours. Ces résultats, publiés dans la revue The Astrophysical Journal, reposent sur un nouveau modèle théorique fondé sur l’invariance d’échelle du vide. Deux des plus grands mystères de l’astronomie seraient ainsi résolus.

En 1933, l’astronome suisse Fritz Zwicky fait une découverte qui laisse le monde incrédule : il y aurait dans l’Univers beaucoup plus de matière que celle que l’on voit. Les astronomes nomment alors cette matière inconnue «la matière noire». Ce concept allait prendre encore plus d’ampleur lorsque, dans les années 70, l’astronome américaine Vera Rubin doit elle aussi faire intervenir cette mystérieuse matière pour expliquer les mouvements et les vitesses des étoiles. Depuis, les scientifiques cherchent à identifier la matière noire grâce à la mise en place de moyens très importants (dans l’espace, au sol, et même au CERN) pour la trouver, sans succès. En 1998, deuxième coup de tonnerre, une équipe d’astrophysiciens australo-américaine découvre l’accélération de l’expansion de l’Univers, ce qui lui vaut le prix Nobel de physique en 2011. Or, malgré des moyens considérables mis en œuvre, aucune théorie ni observation ne permet de définir cette énergie noire qui serait plus forte que l’attraction gravitationnelle de Newton. Matière noire et énergie noire sont ainsi deux mystères sur lesquels buttent les astronomes depuis plus de 80 ans et 20 ans respectivement.

Un nouveau modèle fondé sur l’invariance de l’échelle du vide

Notre représentation de l’Univers et de son histoire est décrite par les équations de la relativité générale d’Einstein, de la gravitation universelle de Newton et de la mécanique quantique. Le modèle faisant l’unanimité à ce jour est celui d’un Big-Bang suivi d’une expansion. «Dans ce modèle, il y a une hypothèse de départ qui selon moi n’a pas été prise en compte», explique André Maeder, professeur honoraire au département d’Astronomie de la Faculté des sciences de l’UNIGE, «C’est celle de l’invariance d’échelle du vide, ou en d’autres termes, que le vide et ses propriétés ne changent pas suite à une dilatation ou une contraction», précise-t-il. Or, le vide joue un rôle primordial dans les équations d’Einstein en intervenant dans une grandeur nommée constante cosmologique et dont dépend le modèle d’Univers qui en découle. En se basant sur cette hypothèse, André Maeder reconsidère donc aujourd’hui le modèle de l’Univers et rappelle que l’invariance d’échelle du vide est aussi présente dans la théorie fondamentale de l’électromagnétisme.

L’expansion de l’Univers et la vitesse des galaxies enfin expliquées ?

Après avoir fait passer à son nouveau modèle les tests cosmologiques et constaté qu’il correspond aux observations, il découvre que celui-ci prédit l’accélération de l’expansion de l’Univers sans qu’aucune particule ni énergie noire ne soit nécessaire pour expliquer l’accélération. En d’autres termes, l’énergie noire n’existerait pas puisque l’accélération de l’expansion est contenue dans les équations de la physique.

Dans un deuxième temps, il s’intéresse à la loi de Newton, un cas particulier des équations de la relativité générale. Celle-ci se trouve également légèrement modifiée lorsque le modèle intègre la nouvelle hypothèse d’André Maeder. En effet, elle contient un très petit terme d’accélération vers l’extérieur, particulièrement significatif aux faibles densités. Cette loi modifiée, appliquée aux amas de galaxies, conduit à des masses des amas en accord avec celle de la matière visible (contrairement à ce que disait Zwicky en 1933), ce qui fait qu’aucune matière noire n’est nécessaire pour expliquer les grandes vitesses des galaxies dans les amas. Un deuxième test montre que cette loi prédit aussi des vitesses élevées pour les étoiles dans les régions extérieures des galaxies (comme l’avait observé Vera Rubin), sans qu’aucune matière noire ne soit nécessaire pour les expliquer. Enfin, un troisième test concerne la dispersion des vitesses des étoiles oscillant autour du plan de la Voie Lactée. Cette dispersion, qui croît beaucoup avec l’âge des étoiles considérées, est très bien expliquée avec l’hypothèse du vide invariant alors qu’aucun accord n’existait sur l’origine de cet effet.

La découverte d’André Maeder ouvre la voie à une nouvelle conception de l’astronomie, propre à soulever questions et controverses. «L’annonce de ce modèle, qui finalement résout deux grands mystères de l’astronomie, reste fidèle à l’esprit de la science: rien n’est jamais acquis, ni sur le plan de l’expérience ou de l’observation, ni sur celui du raisonnement de l’être humain», conclut l’astronome genevois.

Source: Université de Genève (UNIGE)

Pendesinialessandro
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Re: [News] La matière noire et l’énergie noire remise en question

Message par Pendesinialessandro » 24/11/2017 - 17:03:21

Bonjour
Le modèle standard (nous fait remarquer David Elbaz) de la physique des particules élémentaires et la théorie de la relativité générale présentent un problème majeur : poussées à leurs limites, les deux théories aboutissent à des énergies infinies. Les théoriciens qui tendent à réconcilier les deux infinis choisissent donc de partir d’une idée qui puisse résoudre les problèmes internes aux deux théories avec l’espoir de les rendre compatibles. Puis, avec un peu de chance, on rêve de trouver du même coup l’explication de la matière noire et de l’énergie noire. Le Big Bang échappe à la théorie de la relativité générale car lorsque l’univers se concentre au-delà d’une certaine limite, sa densité d’énergie devient infinie. La théorie atteint ses limites quand elle rencontre cette « singularité » mathématique.

NB :- L’expansion de l’univers a bien subi un ralentissement au début jusqu’à 7,6 milliards d’années depuis le Big Bang. Mais à partir de cette période l’expansion a commencé à accélérer de plus en plus vite depuis 6,2 milliards d’années, et elle continue ! :rD
Question : s’il ne s’agit pas d’une supposée énergie/matière noire, quelle autre alternative avons-nous pour expliquer cette énigme ?
La nécessité d’invoquer la « matière noire » (mais pas seulement) ne serait-elle pas due à notre limite cognitive ou abstraction mentale ? Ce qui, bien entendu, ne ferait que nous motiver et stimuler davantage dans la recherche ; car quand notre cerveau n’obtient pas de réponse aux questions qu’il se pose il se sent mal à l’aise, voire…. il déprime…et, de ce fait il invente –quelques fois- des théories apaisantes, mais aussi des mythes ou histoires fantasmatiques sur lesquels, par exemple, reposent toutes les religions…. ;)

Gian
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Re: [News] La matière noire et l’énergie noire remise en question

Message par Gian » 25/11/2017 - 7:31:36

Et moi qui croyait que l'expansion de l'univers était un complot judéo-maçonnique fomenté par la CIA. :yxt:
Ça satisfait assez mon esprit de voir qu'il existe des alternatives aux modèles matière-énergie noires. :_grat2:

pal
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Re: [News] La matière noire et l’énergie noire remise en question

Message par pal » 25/11/2017 - 9:40:51

Ouf !

J'ai toujours été sceptique au sujet de la matière noire et de l'énergie noire.

Les théories Mond (équations de Newton modifiées), Wimp (particules massives pratiquement presque sans interaction avec les autres), les divergences d'un facteur 10^100 entre les diverses estimations de l'énergie du vide, les anomalies dans le comportement des galaxies spirales, et même cette fichue "constante cosmologique" m'ont toujours laissé perplexe.

Mise à part la gravitation quantique en boucles qui, bien qu'encore un rien spéculative, me semble être bien plus crédible et raisonnable (*) que les différentes théories des cordes, je "reste sur ma faim" depuis quelques dizaines d'années.

Cet article a le bon goût, à mes yeux d'hyper-pragmatique, d'expliquer de façon "simple" quelque chose qui a longtemps mis en ébullition les plus brillants cerveaux de notre époque.

Si la communauté scientifique admet / valide ces nouvelles hypothèses, ça vaut bien un prix Nobel...

Merci de votre attention

(*) Si tout est quantifié, il n'y a pas de raison que le "vide" ne le soit pas lui aussi.

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POB
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Re: [News] La matière noire et l’énergie noire remise en question

Message par POB » 25/11/2017 - 12:16:41

C'est mon opinion et je la partage volontiers.
La matière noire et l'énergie noire ne m'ont jamais paru vraisemblables, en cause les innombrables échecs cuisants rencontrés par ceux qui tentèrent de les mettre en lumière, si j'ose dire (et j'ose).
Bref je n'y ai jamais cru et je n'y crois pas davantage au lu de cet article.
Je ne croyais pas au boson de Higgs et il a été observé... je ne croyais pas non plus aux ondes gravitationnelles et on les a observées. Je reste donc ouverte et je me méfie de mes doutes, que je n'assènerai à personne.
Le doute est la première qualité intellectuelle quand on navigue dans la Science, croire est à mon sens une hérésie.
On a le droit d'avoir un avis différent.

Les grandes expériences montées au CERN sont passionnantes et si je doute fort qu'elles permettent d'apporter un peu de consistance aux concepts d'énergie noire et de matière noire, je reste intéressée par toutes les avancées qu'elles permettront.
Il est souvent arrivé que des chercheurs trouvent ce qu'ils ne cherchaient pas.
Salut et fraternité.
:bieres:
C'est une grande misère de n'avoir pas assez d'esprit pour parler, ni assez de jugement pour se taire. (La Bruyère)

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