Matière noire : le mystère s’épaissit !

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A l’aide de télescopes optiques et à rayons X, des astronomes ont observé une scène chaotique se déroulant au sein d’une gigantesque collision d’amas de galaxies. Les observations y ont révélé un noyau de matière noire pratiquement vide de galaxies qui semble difficilement interprétable par les théories expliquant actuellement le comportement de la mystérieuse substance.

Au moins deux amas de galaxies sont entrés en collision dans Abell520.
En orange et jaune, les données optiques (galaxies…)
En rouge les gaz intergalactiques (détectés en rayons X)
En bleu la matière noire (déduite d’effets optiques)
Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Les amas de galaxies sont principalement constitués de trois éléments : des galaxies individuelles peuplées de milliards d’étoiles, des gaz chauds entre ces galaxies, et de matière noire, cette substance mystérieuse qui prédomine en masse dans l’amas et qui ne peut être détectée que par ses effets gravitationnels.

Les télescopes optiques détectent la lumière stellaire des galaxies et sont capables de déduire la position de la matière noire par les subtils effets de courbure qu’elle provoque sur la lumière en provenance d’objets plus lointains. Les télescopes à rayons X tels que l’observatoire spatial Chandra détectent les gaz chauds de plusieurs millions de degrés. Une des théories actuelles concernant la nature et le comportement de la matière noire prévoit que lors d’une collision d’amas, même violente, les galaxies et la matière noire qui les accompagne doivent rester groupées comme cela a déjà été observé.

Mais dans le cas du système d’amas de galaxies nommés Abell 520, les données de Chandra, combinées à celles des télescopes optiques Canada-France-Hawaii et Subaru, ont révélé un noyau de matière noire contenant des gaz chauds mais pas de galaxies lumineuses. De plus, une région lumineuse, contenant un groupe de galaxies mais très peu ou pas de matière noire a été également détectée. La matière noire semble avoir été séparée des galaxies.

Gros plan sur la distribution en matière noire dans Abell 520.
Image similaire à celle ci-dessus mais où les objets de l’amas apparaissent seuls :
Les pics de la distribution en matière noire sont cerclés.
Le pic n°3 au centre du gaz chaud ne semble pouvoir être mis en correspondance
avec aucune galaxie. Quel phénomène a bien pu provoquer cet amoncellement de
matière noire en plein milieu de l’amas ?

Les scientifiques ont deux explications au phénomène observé mais qui toutes deux portent atteinte aux théories actuelles. La première est que les galaxies se seraient séparées de la matière noire au travers de complexes « effets de fronde » gravitationnels ; mais aucun modèle informatique n’a jamais permis d’envisager des effets de cette sorte suffisamment intenses pour provoquer une telle séparation. La seconde option est que la matière noire serait soumise, non seulement à la gravitation, mais aussi à une interaction de type encore inconnue entre les particules dont elle est constituée ; cette alternative, bien que passionnante, nécessiterait toutefois une « nouvelle » physique et il serait difficile de lui faire correspondre les observations antérieures réalisées sur d’autres galaxies ou amas de galaxies.

De nouvelles observations d’Abell 520 à l’aide de Chandra et de Hubble sont programmées. Les astronomes espèrent que les nouvelles données leur permettront de démêler cette énigme.

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Maulus

le graviton est donc le représentant de l'interaction gravitationnelle à l'echelle quantique.
je me demande si on peut vraiment parler de particule observable ?
ne parle t on pas ici d'une grandeure numérique d'écrivant simplement l'espace-temps à l'echelle quantique ?

OS
Oswald_le_fort

A bongo :
Disons que l'idee de base est celle que je propose, ensuite, pour ce qui est des details technique, c'est pas si simple...

Pour maulus :
Pourquoi il ne serait pas observable ? Le fait qu'il ai des proprietes differentes des autres bosons ne le rends pas inobservable. Et pour ce qui est de la grandeur numerique, je ne vois pas le rapport.

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Maulus

ce que je veux dire c'est qu'ici on ne cherche peut etre pas une particule mais la matrice d'écrivant la topologie de l'espace temps local d'un atome par exemple.
je parle des caractéristiques des dimensions dans lesquelles évoluent les particules.

AD
adagio

Ca serait donc ce boson qui courberai l'espace temps au niveau quantique ? Il interagit donc "tout seul", enfin seulement avec l'espace temps.

Est ce que ca voudrait dire (j'ai compris que tout cela n'est encore qu'hypothese mais admettons) qu'il n'est lui meme pas soumis à la gravitation ?

VI
Victor

je voudrais poser la question à des cadors en physique quantique... Pourquoi le boson de gravité est mis en spin 2? Est il possible d'avoir des symétries du genre anti graviton? Et si oui ou non quelles sont les raisons? Là je taquine Bongo à propos du comportement de l'antimétière face à la gravité... Bref l'hypothèse spin 2 pour le graviton Pourquoi? Ce n'est qu'un truc des années 1930...
Bref mon idée c'est que le boson Photon ça irait pareil, sauf que les phénomènes de gravitation sont des dissymétrie de propagations d'onde
La matière polarisant l'espace par une dissymétrie de propagation et c'est pareil pour une accélération qui crée de la gravité... Avant de m'insulter dites moi ce que vous en penser

je pense là à l'effet Casimir et à l'existence de forces liées à cet effet, pour la porté de l'effet casimir je sais pas

OS
Oswald_le_fort

En gros, pour te repondre victor, Bongo a repondu a ta question. C'est par les proprietes de l'interaction qu'on en a deduit ses proprietes. Il a repondu a la question dans la section astronomie.

EDIT :
C'est dans la meme section qu'ici, mais dans le thread relatif au graviton justement.

VI
Victor

Et pourquoi ça merde? Ca fait 60 ans qu'il emmerde tout le monde le graviton, ta réponse comme celle de bongo tient de l'artice de foi dans monsieur Dirac qui a très bien pu se tromper... Qu'en savait il à l'époque?

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bongo1981

adagio
Ca serait donc ce boson qui courberai l'espace temps au niveau quantique ? Il interagit donc "tout seul", enfin seulement avec l'espace temps.

Si tu prends une extension triviale du modèle standard, ce serait un boson de plus, mais cette image est fausse (et de toute façon il faut aller vraiment au delà du modèle standard).
Je ne sais pas si au final ce sera le graviton, mais ce sera une entité qui aura quelque chose à voir avec la structure de l'espace-temps.

adagio
Est ce que ca voudrait dire (j'ai compris que tout cela n'est encore qu'hypothese mais admettons) qu'il n'est lui meme pas soumis à la gravitation ?

Non, le graviton doit interagir avec lui même (puisqu'il possède une "charge" gravitationnelle : son énergie).

victor> l'antimatière réagit de la même façon face à la gravité. L'antimatière a une masse positive.

VI
Victor

Bongo tu as des arguments à part la théorie

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buck

ben les experiences faites sur l'antimatiere d'il y a qq annees ou ca a ete verifie il me semble

VI
Victor

buck
ben les experiences faites sur l'antimatiere d'il y a qq annees ou ca a ete verifie il me semble

si t'as les références ça m'interesse!

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bongo1981

Victor
Bongo tu as des arguments à part la théorie

E=mc²
Energie positive, donc masse positive donc gravitation attractive.

Si tu me ressors ton argumentation comme quoi l'antimatière a une énergie négative, je te réfute comme je l'ai déjà fait : il faut deux fois l'énergie d'un électron pour créer une paire positon négaton.

donc c'est une réponse venant du terrain

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buck

les ref euh c'etait dans un pour la science, qq temps apres l'annonce des premier atomes d'anti hydrogene , mais ca a plus de 10 ans au moins
desole

VI
Victor

Quelle est la nature de la masse ? Une variaton de masse Delta M=E/C²

puis concernant l'aspect relativiste de cette formule elle existe aussi sans les postulats de relativité dans le quadrivecteur que donne les transformées de Lorentz

et on peut aussi la démontrer en utilisant de la théorie electromagnétique classique

VI
Victor

buck
les ref euh c'etait dans un pour la science, qq temps apres l'annonce des premier atomes d'anti hydrogene , mais ca a plus de 10 ans au moins
desole

Question mesures il ont fait comment parce ce que question gravité il faut que les particules soient confinées avec des vitesse donnant des réponses par rapport au champs de gravité celui de la terre dans ce cas étant le plus fort

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buck

je m'etais pose la meme question a l'epoque, mais ne pu trouver de reponses.

Par contre on utilise les antiprotons dans des accelerateurs, au facteur de charge pres ils subissent les memes effets que leur homologues anti anti (dc normaux pour nous). Ce qui fait que la masse est identique a celles des normaux. Et par exetention l'effet de la gravitation au sens newton est le meme dans les 2 cas.
Au sens relativiste je pense que ca doit etre pareil.

VI
Victor

buck
je m'etais pose la meme question a l'epoque, mais ne pu trouver de reponses.


Par contre on utilise les antiprotons dans des accelerateurs, au facteur de charge pres ils subissent les memes effets que leur homologues anti anti (dc normaux pour nous). Ce qui fait que la masse est identique a celles des normaux. Et par exetention l'effet de la gravitation au sens newton est le meme dans les 2 cas.
Au sens relativiste je pense que ca doit etre pareil.

c'est une symétrie par rapport aux champs électromagnétiques B et E mais ça dit pas par rapport à g

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buck

L'impact sur g est du a la masse il me semble.
Si tu fait passer ta matiere/antimatiere dans un champ B et E, ta trajectoire courbe est la meme (au sens de rotation pres) ca signifie bien que la masse est la meme, non?

VI
Victor

ça prouve surtout que la charge et le spin du fermion réagissent,
puis concernant les bosons des gerbes résultantes ce sont toujours des déductions d'énergies en E et B

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buck

le spin?
les electrons + et - 1/2 reagissent de la meme maniere dans un accelerateur, non?

VI
Victor

buck
le spin?
les electrons + et - 1/2 reagissent de la meme maniere dans un accelerateur, non?

Non... Ils reagisent en symétrie pour E et B et ça ne parle pas de la masse

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buck

le rayon de courbe est directement lie a la masse (et aux valeurs de E et B, mais si ils restent fixe...)

VI
Victor

buck
le rayon de courbe est directement lie a la masse (et aux valeurs de E et B, mais si ils restent fixe...)

oui mais l'hypothèse est que la masse n'est pas prise en compte dans le rayon de courbure mais que la charge et le spin rien pour la masse, du reste c'est utilisé courament en spectro de masse mais la pesanteur n'est pas dans le phénomène.. .Si tu regardes bien la formule c'est le raport R/m ou un truc de ce type si tu veux en soi c'est pas une mesure absolue

OS
Oswald_le_fort

La masse de l'anti matiere etant la meme que celle de la matiere associee, l'anti-matiere se comporte exactement que la matiere face a l'interaction gravitiaionnelle. Ya rien qui peux aller contre ca.
Je voudrais que tu me donne une bonne raison pour que ca ne marche pas comme ca. Si tu peux me donner cette raison, et me la justifier completement, et qu'elle soit coherente avec la physique actuelle, ecris le papier, et je te fait publier. Et tu aura le Nobel.

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bongo1981

Et puis un positon a déjà été produit dans un accélérateur de particule. Lorsqu'il est soumis à un champ magnétique, sa trajectoire s'incurve, parce qu'une force agit sur lui :
m * accélération = q v x B

Comme la masse inerte c'est la masse grave, et que la charge du positon est l'opposée de la charge de l'électron, le fait de voir sa trajectoire s'incurver dans le sens opposé implique que sa masse inerte est positive.

Si Victor publie un article sur la masse négative de l'antimatière, et propose une expérience qui permet de la vérifier, et qu'elle est confirmée, Victor aura le prix Nobel !!!

AD
adagio

bongo1981


adagio
Est ce que ca voudrait dire (j'ai compris que tout cela n'est encore qu'hypothese mais admettons) qu'il n'est lui meme pas soumis à la gravitation ?


Non, le graviton doit interagir avec lui même (puisqu'il possède une "charge" gravitationnelle : son énergie).

Donc les gravitons ne sont pas issue des masses. Car sinon un trou noir ne serait pas attractif.
Ils viennent d'ou ?

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bongo1981

adagio
Donc les gravitons ne sont pas issue des masses. Car sinon un trou noir ne serait pas attractif.
Ils viennent d'ou ?

Je n'ai pas compris la déduction.

VI
Victor

Soit Delta E/C²= Delta M et si delta est négatif ya comme un problème ?

C'est juste l'histoire de l'énergie donnée pour créer une anti particule

Résultat dans un bilan d'énergie

AD
adagio

bongo1981


adagio
Donc les gravitons ne sont pas issue des masses. Car sinon un trou noir ne serait pas attractif.
Ils viennent d'ou ?


Je n'ai pas compris la déduction.

Ben en fait je me suis dit que, si le graviton est vecteur de la gravité, et si il est lui meme sensible a la gravité, ce ne sont pas les objets massifs qui les emetent. Car sinon un trou noir n'en emetrait pas, puisque le graviton ne pourrait pas sortir du puit de gravité...

VI
Victor

Pour le prix Nobel, Je te propose simplement de refroidir suffisamnent une particule d'antimatière ou un gaz de ces particules en vitesse compatibles avec une mesure de l'ordre de quelques cm/s et de mesurer son comportement en faisant abstraction des phénomènes de confinement du style champs magnétiques, un simple positron, peut faire l'affaire

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bongo1981

adagio
Ben en fait je me suis dit que, si le graviton est vecteur de la gravité, et si il est lui meme sensible a la gravité, ce ne sont pas les objets massifs qui les emetent.

Et pourtant c'est le cas, puisque toute particule ayant une énergie doit pouvoir en émettre et en absorber.

adagio
Car sinon un trou noir n'en emetrait pas, puisque le graviton ne pourrait pas sortir du puit de gravité...

Et par effet tunnel ?

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bongo1981

Victor
Soit Delta E/C²= Delta M et si delta est négatif ya comme un problème ?


C'est juste l'histoire de l'énergie donnée pour créer une anti particule


Résultat dans un bilan d'énergie

J'ai rien compris.
Si ton delta est négatif, ça provient d'un bilan, ce bilan est négatif parce que ton système perd de l'énergie, en l'occurrence sous la forme d'une particule émise avec une masse delta M. Je n'ai pas vu de masse négative.

Sinon tu apportes de l'énergie pour créer une particule et une antiparticule, alors je ne vois pas la différence entre particule et antiparticule.
Ta démonstration est bancale. C'est de l'acharnement et de la mauvaise foi...

Victor
Pour le prix Nobel, Je te propose simplement de refroidir suffisamnent une particule d'antimatière ou un gaz de ces particules en vitesse compatibles avec une mesure de l'ordre de quelques cm/s et de mesurer son comportement en faisant abstraction des phénomènes de confinement du style champs magnétiques, un simple positron, peut faire l'affaire

Et à propos de ma remarque sur la façon dont un positon subit un champ magnétique tu réponds quoi ?
Au fait ? tu voulais faire quoi ? peser un positon avec une balance de Roberval ?

VI
Victor

Pour être clair les mesures de masses des particules et la démonstration du nombre d'Avogadro... Bref les masses atomiques sont des mesures de ce style... Ou l'on observait la chute des goutelette par rapport à la gravité, c'est pas plus con que dire que ça doit obéir à telle loi.... puis question d'antiparticules par rapport au champs B il existe bien des anti bosons ou des particules sans charge et de spin nul

Pour les histoire d'énergie c'est juste des bilans

AD
adagio

bongo1981


adagio
Ben en fait je me suis dit que, si le graviton est vecteur de la gravité, et si il est lui meme sensible a la gravité, ce ne sont pas les objets massifs qui les emetent.


Et pourtant c'est le cas, puisque toute particule ayant une énergie doit pouvoir en émettre et en absorber.


adagio
Car sinon un trou noir n'en emetrait pas, puisque le graviton ne pourrait pas sortir du puit de gravité...


Et par effet tunnel ?

Ah en effet pas bete ca :)

Mais ca veux dire que le trou noir perdrait en energie quand meme, et a vu de nez (car je ne connais pas les equations :( ) je dirai que ce phenomene et superieur a l'ernergie perdu par rayonement Hawking.

Interressant en tout cas. Meme si tout ca reste hypothetique.

OS
Oswald_le_fort

Le soucis, c'est que ta mesure de masse ne peux pas se faire comme ca. En effet, vu la masse des anti-particules, elles ne sont pas sensible a la gravitation, A NOTRE ECHELLE, j'insiste. Ce genre de mesure est prevue, il y a des gens qui planchent sur une idee de mesure d'attraction gravitationnelle entre deux anti-particules pour verifier que la force est bien la meme que pour les particules. Mais ce n'est pas encore fait, parce que c'est tres difficile de mettre en interaction gravitationnelle deux objets, sans que ce soit une autre force qui rentre en jeu, type colomb pour faire simple. Il me semble qu'il y a une manip au CERN qui produit de l'anti-matiere et ils veulent utiliser ca pour tester. Mais l'interaction gravitationnelle entre deux objets dont la masse est tres faible, c'est super dur, surtout que meme avec Newton, la force est proportionnelle au produit des masses. Alors il faut les rapporcher le plus possible, mais il ne faut pas qu'une autre force intervienne. C'est super dur comme mesure. Et long aussi.

VI
Victor

merci oswald je préfère ta réponse à celle de bongo tu vois que je peux être intelligent quand je veux ça c'est une expérience intéressante

OS
Oswald_le_fort

Mais ca veut pasdire que je sois d'accord avec toi... Juste qu'il y a des gens qui sont assez currieux pour avoir envie de verifier. Et puis ca risque de prendre quelques annees...

VI
Victor

une stat de gaz de positrons ça doit pouvoir se comparer à une stat de gaz d'électrons et dans les nuances il doit bien y avoir des différence fines dans les 2 cas le coté coulombien doit être le même

AD
adagio

Excuse moi Victor mais la c'est plus fort que moi.

Et des colombiens t'en fumes combien par jour ?

M'y a part ca j'ai rien compris encore :(

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bwergl

en irak tu peux fumer des irakiens aussi

OS
Oswald_le_fort

Treve de plaisanterie.
Le probleme, c'est que la tu est dominee par les erreurs que tu fais sur la mesure. Parce que pour pouvoir faire ce que tu propose, faut etre sur que les deux nuages aient les meme proprietes, pour pouvoir comparer a tout instant l'evolution et soustraire les effets chaotiques, genre pulsations thermiques, ou mouvement brownien. Tu est d'accord avec moi que ce n'est pas possible? Le seul moyen, c'est d'avoir deux positrons et deux electrons, dans les memes conditions et mesurer l'attraction ui lesdeux positrons ont et celle que les deux electrons ont l'un pour l'autre, et verifier que ce soit la meme chose. Lorsque tu as plus de particules, il y a chocs qui font que tu peux plu rien mesurer. Ce genre de mesure est extremement sensible, alors il faut faire tres attention. Tu as le droti de reeffaire la mesure avec deux porsitrons autant de fois que tu veux, chacunes etant independante de la precedante, et alors tu peux faire une sorte de distribution de tes mesures, et comparer avec celle obtenue aavec des electrons. Mais ca prends un temps fou. Mais c'est le seul moyen de faire les choses proprement.

VI
Victor

Si tu refroidis le gaz t'as moins d'interférences cahotiques, puis concernant le phénomène je parle d'une collection de particules que sont deux gaz qui sont soumis aux mêmes stats

OS
Oswald_le_fort

Le soucis, c'est qu'il en restera toujours, parce qu'on peut pas encore refroidir a 0 (on pourra jamais), donc es phenomenes chaotiques sont toujours presents... Tu peux les reduire, certe, mais jamais les eliminer. Sauf si tu reduit ton echantillon d'analyse au plus simple. Surtout que les problemes a plus que 2 corps, on sait pas encore bien prevoir ce qui va se passer. Vois-tu, en physique experimentale, plus personne ne fait de manip sans savoir un peu ce qui se passera. C'est probablement due au fait que ceux qui donnent les sous on besoin de savoir si c'est justifie, mais de nos jours, il faut prevoir avec une theorie, et confronter a la mesure. Comme les phenomenes a 3 corps on sait pas encore bien faire, on peut pas prevoir, du coup on fait pas. Je suis d'accord que ca devrait pas etre comme ca, et je suis moi-meme dans ce milieu et c'est pas simple, mais c'est comme ca. Donc personne ne fait une manip si tout les parametres ne sont pas controles, ni si rien n'esty prevu de fiable. Si tu pars de l'hypothese que l'attraction gravitationnelle entre 2 anti-particules et deux particules doit etre la meme, alors il faut calculer cette force dans les deux cas. Si tu as un nuage, il faut calculer la force qui s'exerce sur chacune des particules entre elle. C'est vachement plus dur. Et aussi pour mesurer quoi que ce soit, c'est encore plus dur.

VI
Victor

Pour le refroidissement je demande pas 0K mais une température ou les temps moyens de parcours soient de l'ordre de qq centimétre et la vitesse de quelques m/s... Le temps moyen de parcours c'est une notion utilisé en vide

OS
Oswald_le_fort

Pas vraiment en fait, puisque le temps de parcours moyen, c'est le temps que va mettre un particule a interagir avec celles du milieu. Donc dans le vide, ca veut pas dire grand chose.

Sinon, tu peux refroidir beaucoup (on sait assez bien faire maintenant avec certains lasers), mais tu peux pas mesurer quelque chose de fiable. Ou plutot, je te pose la question, admettons que tu ai un nuage de gaz, tres froid, que mesures tu pour montrer que la force de gravitation est differente pour les particules et les anti-particules ?

VI
Victor

Pour moi dans ce cas les forces coulombiennes certes masquent les phénomènes de gravité mais avec des stats fines des 2 espèce, il doit pouvoir avoir une différence ou pas selon les résultats

VI
Victor

Allez salut, je vais faire dodo

OS
Oswald_le_fort

Ca peut marcher, mais faudra attendre longtemps pour avoir assez de stat et conclure. Ce que tu demande, je ne suis pas certain que ni toi ni moi ayont un jour les resultats de notre vivant... Quoique... On ne sait jamais.
Je rentre chez moi aussi, vivre au labo, c'est pas bon pour la sante... Bonne nuit a tous.

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Stardust

Oswald_le_fort
Je rentre chez moi aussi, vivre au labo, c'est pas bon pour la sante... Bonne nuit a tous.

Non mais, çà alors !!!! Toi, soit tu es fou ou stressé, soit tu es encore très très jeune ou un peu de tout cela !
Je parie pour l'hypothèse "jeunesse".
Promets-nous de consacrer désormais (hors w-end) deux tiers de ta vie à tes loisirs et à ton lit et... à ta copine ... par exemple... :siffle: :bisou:

OS
Oswald_le_fort

Loisirs ? C'est quoi ? Et pour l'instant, je suis celibataire, et jeune, et chez moi je m'ennui. Donc vaut mieux rester au labo et essayer de faire de la recherche. En general, je ne vient pas le week end au labo, sauf ce week end parce que mon chef rentre lundi et je n'ai pas fait grand chose depuis 10 jours. Donc boulot boulot.
Et je suis fou et stresse... (un peu comme tout les chercheurs)