Où se cache la matière noire ?

jeudi 24 mai 2012
par  Jacques

N°24- OÙ SE CACHE LA MATIÈRE NOIRE ? - A.Bouquet
Les petites pommes du savoir - Le Pommier - 04/10 - 60 pages - Tout lecteur.

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RÉSUMÉ : Beaucoup plus diffuse que la matière ordinaire proche des étoiles, elle devient comparable dans les galaxies et supérieure au-delà, mais de quoi sont-ils constitués ces 85% de matière dite noire ?

MOTS CLÉ : gravité, nuages, rotation, galaxies.

L’AUTEUR : Alain BOUQUET est chercheur au laboratoire APC (Astroparticules et cosmologie)-Université Paris 7 (CNRS-CEA).

Le problème initial (Véra Rubin-1970) porte sur le désaccord flagrant, entre la distribution de matière lumineuse et la distribution de masse dynamique responsable des vitesses de rotations des étoiles observées dans les galaxies. Historiquement la question soulevée par Fritz Zwicky (1933) portait sur les amas de galaxies supposés en équilibre dynamique et pour lesquels le théorème du viriel imposait déjà qu’une masse cachée pour que la relation entre vitesse relative, distance mutuelle et masse soit satisfaite. Les seules indictions sur cette matière dite noire (M.N) reposent donc sur des effets gravitationnels indirects. Le ciel se couvre !

Il est donc possible d’imaginer de modifier de façon ad hoc les équations de la dynamique pour les faire coller aux courbes de rotations de galaxies observées (Milgrom-1983/MOdified Newtonian Dynamics). Se pourrait-il (Françoise Combes) que cette M.N soit de même nature que la matière ordinaire, mais non visible ? L’hydrogène moléculaire par exemple, puisque les galaxies les plus lumineuses, donc riches en étoiles et pauvres en hydrogène, sont aussi celles qui ont le moins de M.N. ? Ces deux théories (MOND et H) s’adaptant moins bien aux grandes échelles, celles des amas de galaxies, le rasoir d’Occam impose de trouver une M.N indépendante de l’échelle d’observation.

La radioastronomie permit d’identifier de vastes nuages d’hydrogène diffus et très chaud autour des amas et dont la M.N serait la cause des accélérations responsables des hautes températures observées. Les émissions X induites permettant d’en reconstituer la distribution du gaz émetteur, il est possible alors de les comparer aux profils de densité déduits des effets « lentilles gravitationnelles » étudiés depuis 1985. Et même si ces reconstitutions ne sont pas dénuées d’ambiguïtés, la M.N se montre comme un vaste nuage diffus englobant une grande bulle d’hydrogène chaud (émetteur X) s’étendant entre les galaxies, elles-mêmes entourée d’un halo de M.N.

L’analyse du Fond de Rayonnement Millimétrique (CMB) impose lui aussi une M.N non soumise à la pression de rayonnement afin que les fluctuations primordiales de densités conduisent bien plus tôt que la matière ordinaire, aux grandes structures observées. M.N chaude où les amas se forment d’abord ? M.N froide plus probable, inversant les processus hiérarchiques et conduisant à d’hypothétiques particules massives (WIMPS, MACHOS, Super Symétriques) suspendues aux expériences Edelweiss, CDMS, DAMA. Affaire à suivre donc. Et La tentation à continuer le départ.

Jacques Cazenove



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