[News] Des particules de matière noire observées par l'expérience Edelweiss ?

[Michel]

Après un an de prise de données, les chercheurs de l'IN2P3/CNRS et du CEA travaillant sur l'expérience Edelweiss, dédiée à la recherche des particules supersymétriques appelées Wimps (Weakly interacting massive particles) et qui pourraient expliquer en partie la nature de la matière noire de l'Univers, livrent leurs premiers résultats : 5 particules candidates ont été détectées, dont une à très haute énergie non compatible avec l'hypothèse de particules de matière noire. Ce...

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[Victor]

Comment reconnait-on une particule de matière noire ? Parce que question de caractéristiques physiques c'est quoi par rapport à du classique

[Victor]

Pt'ête pas le neutrino mais des particule neutres en charges baryoniques "la masse" (Matière/Antimatière) et en charge électromagnétique

[Raoul44bis]

Bizarre, quand même cette histoire de matière noire, je ne remet rien en cause, loin de la, mais si un élément est fondamentalement le plus nombreux de l'univers, ou du moins le plus massique, je ne vois pas comment il peut être indétectable...

Au vue de ses propriétés, moi j'essaierai de balancer plein d'objets chacun matière connu et du tableau autour d'un point de Lagrange et voir si des modifications imperceptibles de gravité se présentent... Son observation direct a l'air impossible, donc il faut essayer l'indirect... Et comme il modifie la masse des galaxies, il doit modifier toute masse, non ? Même si sa présence est moindre dans un système solaire, que dans le vide inter-galactique, il doit modifier les masses des objets ? Mais bon, voir l'invisible... Sacré challenge !

[adagio]

Son observation direct a l'air impossible, donc il faut essayer l'indirect...

C'est déjà fait, une carte plus ou moins precise de la repartition de MN existe, faite grace a l'effet gravitationnel sur la lumière des galaxies.

Et comme il modifie la masse des galaxies, il doit modifier toute masse, non ? Même si sa présence est moindre dans un système solaire, que dans le vide inter-galactique, il doit modifier les masses des objets ? Mais bon, voir l'invisible... Sacré challenge !

La matière noire ne modifie pas le masse des objets, elle apporte simplement sa contribution(importante) dans la repartition de masse. Elle est la, et elle pese egalement, si tu prefere.

[bongo1981]

Bizarre, quand même cette histoire de matière noire, je ne remet rien en cause, loin de la, mais si un élément est fondamentalement le plus nombreux de l'univers, ou du moins le plus massique, je ne vois pas comment il peut être indétectable...

Tu as bien les neutrinos, qui sont les particules les plus nombreuses de l'univers (du moins les fermions) et qui sont presqu'indétectables.

En tout cas si tu as des idées pour expliquer la courbe de rotation des galaxies, on est tous preneur

[Raoul44bis]

En tout cas si tu as des idées pour expliquer la courbe de rotation des galaxies, on est tous preneur

Je n'irai pas jusque la...

Ce que je veux dire c'est que comme on observe un manque de masse sur toutes les galaxies que l'on observe, et que les proportions sont toutes différentes suivant les galaxies, il y a un déficit d'observation : l'observation de chaque galaxie est imparfaite, les masses supputées (les étoiles assez lumineuses pour être compter, les objets invisibles mais que l'on connait {naines brunes, planètes seules, on n'a même pas une moyenne de la masse des systèmes planétaires autour de catégorie d'étoiles, genre les soleils comme le notre, masse & volume de référence a un age donné}...). Bref les masses manquantes ont des fourchettes d'erreurs énormes.
Qui nous dit qu'il n'y a pas de "courant" de matière noir au sein d'une galaxie comme la notre ? Au même titre que les courants de matière circulant dans celle ci. Et donc une observation d'objet très très précise dans un point de référence, pourrait peut être aider a observation des variations anormales dans un milieux créer de toute pièce. Et si variation il y a, hop, on allume tous les bousins sous l'eau, dans les mines...
Mais merci de répondre a mes supputations puériles, et je vais regarder cette carte de MN de plus près !


La matière noire ne modifie pas le masse des objets, elle apporte simplement sa contribution(importante) dans la repartition de masse. Elle est la, et elle pese egalement, si tu preferes.

Arf c'est un concept que j'ai du mal a saisir, mais j'ai tout le temps, pour moi si elle "pèse" elle modifie... Mais je vais regarder de plus près cette histoire de répartition au sein d'une masse et dans une galaxie donnée.

[Victor]

Et si la gravitation des galaxie n'était pas linéaire et avait des corrections à faire à de grandes distances... Pas besoin de matière noire

[buck]

Et si la gravitation des galaxie n'était pas linéaire et avait des corrections à faire à de grandes distances... Pas besoin de matière noire

MOND ne resoud pas tous les soucis

[kace]

Et si la gravitation des galaxie n'était pas linéaire et avait des corrections à faire à de grandes distances... Pas besoin de matière noire

MOND ne resoud pas tous les soucis

C'est vrai, MOND ne résout pas tout et est un peu "sortie du chapeau" (notamment le paramètre a) ...
Ceci dit, avec un peu de recul, la matière noire et l'énergie noire sont aussi un peu tirées du chapeau, et ne résolvent pas tout (en particulier la distribution théorique de matière noire ne matche pas bien avec les observations dans le bulbe des galaxies ...).
L'un dans l'autre, je penche pas mal sur la remise en cause de la gravitation. Mais ce n'est évidemment que pure spéculation à ce stade.

[kace]

Et si la gravitation des galaxie n'était pas linéaire et avait des corrections à faire à de grandes distances... Pas besoin de matière noire

MOND ne resoud pas tous les soucis

C'est vrai, MOND ne résout pas tout et est un peu "sortie du chapeau" (notamment le paramètre a) ...
Ceci dit, avec un peu de recul, la matière noire et l'énergie noire sont aussi un peu tirées du chapeau, et ne résolvent pas tout (en particulier la distribution théorique de matière noire ne matche pas bien avec les observations dans le bulbe des galaxies ...).
L'un dans l'autre, je penche pas mal sur la remise en cause de la gravitation. Mais ce n'est évidemment que pure spéculation à ce stade.

Et pour les intéressés, un lien simple (en anglais) sur la distribution théorique de matière noire qui semble "inadéquate" (car mal corroborée par les observations) : http://en.wikipedia.org/wiki/Cuspy_halo_problem (ie "The core-cusp problem").

[Raoul44bis]

Bon, je viens de voir l'excellente diffusé vers 23h30 hier sur arte, sur le(s) graviton(s) ! Ca aide un peu quand même !

Les secrets de la gravité ! (De la BBC il me semble)

[Zoharion]

Dans le topic : la matière noire dans une zone grise

J'ai lu dans un article d'août de Science et avenir que les astrophysiciens Tom Shanks et Utane Sawangwit (Université britannique de Durham) avaient mis en évidence des erreurs dans l'interprétation des données du satellite Wmap pour l'analyse des fluctuations du fond diffus cosmologique. En recalibrant les données par rapport à une centaine d'objets astronomiques distants, plutôt qu'avec les émissions de micro-ondes de Jupiter, ils ont montré que les fluctuations sont plus importantes que prévu. Or les résultats précédents avaient servi à déterminer la composition de l'univers, soit 4% de matière "normale" 22% de matière noire et donc 74% d'énergie sombre.
Selon leur analyse plus précise, la composition de l'univers est dominée par la matière ordinaire, reléguant au second rôle l'énergie noire et surtout la matière noire (il est même possible qu'elle(s) n'existe(nt) pas). La confirmation viendra fin 2011 avec l'analyse des résultats d'observation du satellite Plank, 30 fois plus précis que Wmap.

N.B. 1 : Fluctuations (de température) plus importantes se traduit donc par des paquets plus massifs (les zones "froides" du fond diffus cosmologique).
N.B. 2 : Le concept de la matière noire a été imaginé afin de trouver une réponse à l'origine de la trop grande vitesse de rotation apparente des astres visibles à la périphéries des galaxies, qui au lieu d'avoir des vitesses de rotations plus lentes que les astres des centres galactiques gardent des vitesses de rotations quasi égales. En enveloppant toutes les galaxies dans de larges sphères de matière noire, on repousse la limite des galaxies et ainsi les astres visibles les plus éloignés des centres galactiques ne sont plus placés à la périphéries mais vers les centres de masse des galaxies. Cela résout de manière élégante (simpliste ?) l'énigme tout en gardant l'universalité (sacro-sainte ?) de la loi de la gravité. En l'état actuel des connaissances, la matière noire est indétectable par des instruments d'observation mais on détermine sa présence de manière indirecte par les effets gravitationnels qu'elle provoque sur la matière ordinaire (de la même manière qu'on le fait pour les trou-noirs nus)
N.B. 3 : Le concept d'énergie noire a été imaginé pour expliquer l'expansion apparente de l'univers depuis ces débuts, autrement dit c'est une énergie qui à un effet d'antipesanteur, ou bien qui crée de nouvelle parcelles d'espace vide entre les objets matériels. L'origine de cette énergie noire est sujette à débat : Est-ce l'énergie du vide ? Apparemment cela n'est pas suffisant. Une autre explication, sujette à débat elle-aussi, est que l'antimatière antigravite (réponse en 2013 par le CNES), autrement dit qu'elle courbe l'espace temps de manière opposée. Dans ce cas, les énormes bulles de vides inter-galactiques seraient en fait emplis d'antimatière. Cela résoudrait par là-même le déséquilibre supposé entre matière et antimatière dans notre univers.

J'ai hâte.

Sinon, quelqu'un pourrait-il m'expliquer en quoi l'ajout de matière noire, telle d'énormes sphères englobant les galaxies, permet de donner une réponse au fait que la vitesse de rotation des astres stellaires périphériques ne diminue pas mais au contraire reste constante par rapport à la vitesse de rotation des astres du centre ? J'ai du mal à comprendre l'astuce. Doit-on juste comprendre qu'avec ces sphères, on déclare négligeable le rayon des galaxies en visible par rapport aux rayons supposés de ces sphères de matière noire et du coup cela permet de déclarer compréhensible que la vitesse de rotation des astres périphériques soient quasi identiques à la vitesse de rotation des astres du centre ?

[Victor]

Pour les vitesses de rotation des étoiles on a toujours supposé une conservation du moment de rotation de la galaxie ce qui fait que plus une étoile est éloignée du centre de la galaxie plus sa vitesse doit être petite, ce qui n'est pas le cas, les mouvements observés, je pense par effet Doppler, sont tous les mêmes quelques soient les positions par rapport au centre

[bongo1981]

Sinon, quelqu'un pourrait-il m'expliquer en quoi l'ajout de matière noire, telle d'énormes sphères englobant les galaxies, permet de donner une réponse au fait que la vitesse de rotation des astres stellaires périphériques ne diminue pas mais au contraire reste constante par rapport à la vitesse de rotation des astres du centre ? J'ai du mal à comprendre l'astuce. Doit-on juste comprendre qu'avec ces sphères, on déclare négligeable le rayon des galaxies en visible par rapport aux rayons supposés de ces sphères de matière noire et du coup cela permet de déclarer compréhensible que la vitesse de rotation des astres périphériques soient quasi identiques à la vitesse de rotation des astres du centre ?

Tu es d'accord que la force de gravité en un point à une distance r du centre de la galaxie a pour source la masse qu'il y a dans une sphère de rayon r : M(r) ? (théorème de Gauss, là c'est un calcul grossier d'ordre de grandeur).

Le champ de gravitation vaut : GM(r) / r²
La vitesse pour être en orbite autour de ce centre massif doit générer une accélération centrifuge v²/r qui doit compenser cette force d'attraction soit donc :
GM(r) / r² = v²/ r

Soit : v = racine (GM(r) / r)
G est la constante de gravitation.
M(r) on la connait en observant les galaxies.
On peut donc tracer v en fonction de r obtenant une courbe bien connue qui augmente, puis diminue (en pointillés)



Ce n'est pas ce que l'on mesure expérimentalement (en trait plein).

Donc :
- ou bien toutes nos lois sont vraies, et donc par un moyen ou un autre il faut pouvoir augmenter M(r) (d'où l'hypothèse de la matière noire)
- ou bien la loi GM/r est fausse (hypothèse MOND)
- ou bien on s'est gourré dans l'estimation des masses des galaxies
- ou bien on s'est gourré dans la mesure de la vitesse de rotation des galaxies

Ca c'est les grandes hypothèses.

[Zoharion]

Merci Bongo.

Un dossier complet sur le site serait particulièrement à propos pour bien comprendre le sujet.

[bongo1981]

De rien.
Effectivement, un dossier sur la théorie du big bang et ses difficultés pourrait être pas mal.

Entre temps, tu peux tenter de lire ce dossier :


http://www.dossierpourlascience.fr/ewb_ ... ois-ci.php

Qui fait le point sur les dernières théories.