La matière noire

Il y beaucoup de passionnés ici alors je crois que je vais ouvrir une série de discussions en astrophysique théorique.

Ce que j'ai trouvé de plus ressemblant à la matière noire est l'insondable gouffre de l'ignorance humaine.

Je suis un simple d'esprit, alors je pose des questions simples :
"Si la matière noire a une masse et un effet gravitationnel, pourquoi ne trouve-t-on pas des astres de matière noire ?"
On m'a fait une réponse que je trouve savoureuse : "absence de viscosité"
Une particule classique qui tombe en chute libre sous l'effet de la gravitation perd de l'énergie par échange direct avec les autres, et c'est cette perte d'énergie qui entraine sa chute, la matière noire, elle, n'interagit pas et donc conserve son énergie et ne s'effondre pas : absence de viscosité.

Je suis trop simplet pour comprendre ça !
"Moi qui tente désespérément de comprendre la RG j'ai retenu une chose au moins : une masse déforme l'espace-temps et c'est cet espace-temps qui va générer les forces gravitationnelles. La matière noire à une masse : pourquoi les déformations d'espace-temps générés par ces masses n'interagissent-elles pas entre elles ? Je ne comprends pas."
L'argument suivant est une expérience, en laboratoire ils ont su recréer des conditions dans lesquelles des particules avaient un déplacement libre, un parfait cas d'absence de viscosité, donc la preuve est faite, c'est possible.

Je ne suis pas simplet à ce point-là, on me couillonne pas si facilement :
J'ai retenu une chose sur leurs expériences proche du zéro absolu, ce qui semble se former c'est un continuum, alors je me dis que la seule chose qui puisse correspondre est l'espace lui-même et certainement pas une particule au milieu de l'espace.

Une conséquence de l'absence de viscosité est une répartition homogène de la matière noire, et beaucoup d'astrophysiciens semblent convaincus que les observations confirment la matière noire en permettant de délimiter clairement les secteurs ou elle se trouve.
Nous aurions donc une sorte de gigantesque nuage de matière noire qui englobe les galaxies, les observations montrent que la lumière y est déviée.
Si la lumière est déviée c'est qu'elle a connu des changements de milieu, si je compare avec une boule de cristal cela semble correspondre, j'ai bien l'effet visuel souhaité et une répartition homogène à l'intérieur.
Je trouve ça bizarre cette matière noire gérée par l'absence de viscosité et une répartition homogène qui s'arrête d'un coup comme ça.
Si maintenant je compare avec un mirage, chaque couche est homogène mais il y a une multitude de couches différentes, cela donnera un effet visuel tout à fait compatible lui-aussi avec les observations, mais avec cette fois une structure différente de l'espace, une sorte de dégradé à grande échelle qui nous inviterait à reconsidérer la RG.

Les observations ne confirment pas la présence de matière noire, elle reste une simple hypothèse.

tierri a écrit:
"Si la matière noire a une masse et un effet gravitationnel, pourquoi ne trouve-t-on pas des astres de matière noire ?"
On m'a fait une réponse que je trouve savoureuse : "absence de viscosité"

Hmmmm c'est possible : la viscosité à l'échelle astronomique ça ne fait que se traduire par des collisions. S'ils sagit de matière bosonique c'est le cas : pas de viscosité.

tierri a écrit:
Une particule classique qui tombe en chute libre sous l'effet de la gravitation perd de l'énergie par échange direct avec les autres, et c'est cette perte d'énergie qui entraine sa chute, la matière noire, elle, n'interagit pas et donc conserve son énergie et ne s'effondre pas : absence de viscosité.

Ca me parait un peu lapidaire comme déduction... Si elle n'interagit pas, elle n'expliquerait pas les écarts comportementaux de la gravité à l'échelle d'une galaxie...

tierri a écrit:
"Moi qui tente désespérément de comprendre la RG j'ai retenu une chose au moins : une masse déforme l'espace-temps et c'est cet espace-temps qui va générer les forces gravitationnelles. La matière noire à une masse : pourquoi les déformations d'espace-temps générés par ces masses n'interagissent-elles pas entre elles ? Je ne comprends pas."
L'argument suivant est une expérience, en laboratoire ils ont su recréer des conditions dans lesquelles des particules avaient un déplacement libre, un parfait cas d'absence de viscosité, donc la preuve est faite, c'est possible.

Chaque chose en son temps. Comprennez la RG (ce qui déjà n'est pas simple), pour la matière noire ça vient après.

tierri a écrit:
J'ai retenu une chose sur leurs expériences proche du zéro absolu, ce qui semble se former c'est un continuum, alors je me dis que la seule chose qui puisse correspondre est l'espace lui-même et certainement pas une particule au milieu de l'espace.

Ca, c'est votre avis.

tierri a écrit:
Une conséquence de l'absence de viscosité est une répartition homogène de la matière noire, et beaucoup d'astrophysiciens semblent convaincus que les observations confirment la matière noire en permettant de délimiter clairement les secteurs ou elle se trouve.

Non, une absence de viscosité ne veut pas dire ça.

tierri a écrit:
Si la lumière est déviée c'est qu'elle a connu des changements de milieu, si je compare avec une boule de cristal cela semble correspondre, j'ai bien l'effet visuel souhaité et une répartition homogène à l'intérieur.

Oui, mais pas que, puisque la gravité aussi dévie la lumière : ce n'est pas un changement de milieu.

tierri a écrit:
Je trouve ça bizarre cette matière noire gérée par l'absence de viscosité et une répartition homogène qui s'arrête d'un coup comme ça.
Si maintenant je compare avec un mirage, chaque couche est homogène mais il y a une multitude de couches différentes, cela donnera un effet visuel tout à fait compatible lui-aussi avec les observations, mais avec cette fois une structure différente de l'espace, une sorte de dégradé à grande échelle qui nous inviterait à reconsidérer la RG.

Hmmm mouais, non en fait, parce que :

tierri a écrit:
Les observations ne confirment pas la présence de matière noire, elle reste une simple hypothèse.

Si, à tel point qu'on a meme réussi à la cartographier...

hobb a écrit:Oui, mais pas que, puisque la gravité aussi dévie la lumière : ce n'est pas un changement de milieu.

Je vais me permettre de vous reprendre sur ce point, ce qui dévie la lumière c'est la géométrie de l'espace-temps, la force gravitationnelle et la déviation de la lumière ne sont liés que parce qu'ils ont la même cause, des différences de potentiel dans le champ gravitationnel.

tierri a écrit:Je suis un simple d'esprit, alors je pose des questions simples :
"Si la matière noire a une masse et un effet gravitationnel, pourquoi ne trouve-t-on pas des astres de matière noire ?"

Le problème avec la matière noire, c'est qu'on n'a pour l'instant pas observé de rayonnement émis par elle. On ne la met en évidence qu'indirectement. Du coup, il y a peut-être des astres uniquement composés de matière noire, mais on ne les voit pas. L'autre problème est que la matière "classique" tombe facilement dans les halos de matière noire, et forme des galaxies. Au passage, les halos de matière noire sont, de ce que l'on infère actuellement, beaucoup plus gros que les galaxies qu'ils contiennent.

tierri a écrit:On m'a fait une réponse que je trouve savoureuse : "absence de viscosité"
Une particule classique qui tombe en chute libre sous l'effet de la gravitation perd de l'énergie par échange direct avec les autres, et c'est cette perte d'énergie qui entraine sa chute, la matière noire, elle, n'interagit pas et donc conserve son énergie et ne s'effondre pas : absence de viscosité.

De toute façon, la viscosité est négligeable à ces échelles de taille et de densité. C'est un problème de moment cinétique. Dans un "puits" de potentiel gravitationnel, les objets massifs ont tendance à tourner. Si rien ne leur fait perdre de l'énergie, ils ont une orbite elliptique (modulo les corrections dues à la RG). Ce qui permet par exemples aux étoiles de se former, c'est la présence de forces non gravitationnelles (notamment magnétiques) qui vont transférer le moment cinétique du gaz qui s'effondre, à autre chose (la proto-étoile, des jets de matière, etc.). Si la matière noire n'interagit pas, elle conserve son moment cinétique et donc reste en orbite.

tierri a écrit:"Moi qui tente désespérément de comprendre la RG j'ai retenu une chose au moins : une masse déforme l'espace-temps et c'est cet espace-temps qui va générer les forces gravitationnelles.

Dans le formalisme de la relativité général, il n'y a pas de forces gravitationnelles, justement. Les particules vont en "ligne droite" (comprendre suivant des géodésiques) dans un espace courbé. Donc leur trajectoire est courbe si on l'étudie en géométrie euclidienne. Pour faire une analogie, imaginez un objet lumineux (pour qu'on puisse le voir se déplacer) qui ferait le tour de la Lune. Dans son référentiel, il va toujours tout droit. Pour nous, il fait des cercles. Simplement parce que son point de vue est celui d'un objet se déplaçant à la surface de la Lune (variété de dimension 2), et que nous l'observons dans l'espace à 3 dimensions dans lequel la Lune est plongée.

tierri a écrit:La matière noire à une masse : pourquoi les déformations d'espace-temps générés par ces masses n'interagissent-elles pas entre elles ? Je ne comprends pas."

Elles interagissent. Dans les scénarios de formation de galaxies, on envisage la fusion de halos de matière noire.

tierri a écrit:J'ai retenu une chose sur leurs expériences proche du zéro absolu, ce qui semble se former c'est un continuum, alors je me dis que la seule chose qui puisse correspondre est l'espace lui-même et certainement pas une particule au milieu de l'espace.

Un continuum de quoi ?

tierri a écrit:Une conséquence de l'absence de viscosité est une répartition homogène de la matière noire, et beaucoup d'astrophysiciens semblent convaincus que les observations confirment la matière noire en permettant de délimiter clairement les secteurs ou elle se trouve.

Faux. La présence de gravité suffit à rendre instable une répartition quasi-homogène de masse, et donc à former des amas, qui à terme vont concentrer toute la masse, que ce soit de la matière noire ou non.

tierri a écrit:Nous aurions donc une sorte de gigantesque nuage de matière noire qui englobe les galaxies, les observations montrent que la lumière y est déviée.
Si la lumière est déviée c'est qu'elle a connu des changements de milieu, si je compare avec une boule de cristal cela semble correspondre, j'ai bien l'effet visuel souhaité et une répartition homogène à l'intérieur.

Sauf que la boule de cristal ne déforme pas l'espace-temps de manière significative. De plus, la matière noire n'interagissant pas directement avec la lumière, elle ne peut pas causer de réfraction, puisque la réfraction est une conséquence de la plus faible vitesse de la lumière dans un milieu matériel.

tierri a écrit:Je trouve ça bizarre cette matière noire gérée par l'absence de viscosité et une répartition homogène qui s'arrête d'un coup comme ça.

Comme dit, instabilité gravitationnelle, la viscosité n'a rien à voir là-dedans.

tierri a écrit:Si maintenant je compare avec un mirage, chaque couche est homogène mais il y a une multitude de couches différentes, cela donnera un effet visuel tout à fait compatible lui-aussi avec les observations, mais avec cette fois une structure différente de l'espace, une sorte de dégradé à grande échelle qui nous inviterait à reconsidérer la RG.

En quoi ça contredirait la RG d'avoir des "couches" différentes ? C'est d'ailleurs ce que l'on observe. Une galaxie c'est un halo de matière noire, des poussières, du gaz, des étoiles, le tout faisant apparaître des structures suffisamment contrastées.

tierri a écrit:Les observations ne confirment pas la présence de matière noire, elle reste une simple hypothèse.

De toute manière, en physique on ne peut rien prouver. Tout reste de l'ordre du modèle. On peut mettre en défaut un modèle, mais on ne peut pas le confirmer. On peut le vérifier jusqu'à un certain point. Rien ne nous dit que le modèle est valable en dehors de l'univers que nous pouvons observer.

Merci pour ces réponses, je reconnais qu'il y a des approximations dans mon discours, mais la matière noire continue à ne pas me sembler crédible.
Si sa répartition n'est pas homogène, alors sa densité max se trouve au coeur des galaxies, pourquoi ne se concentre-t-elle pas plus à ce compte-là ?
La force gravitationnelle à laquelle elle serait sensible et qui créerait son inhomogénéité ne peut qu'être proportionnelle à la force gravitationnelle qu'on lui attribue pour expliquer les observations, c'est une force considérable.
Si on commence à adopter ce principe de concentration inhomogène de la matière noire en fonction de la force gravitationnelle on en arrive à la conclusion que la concentration de matière noire doit être la plus forte là ou la gravitation est la plus forte, donc plus on se rapproche des astres et plus son effet doit être sensible, or c'est là que la RG est le plus efficace et affiche une précision qui ne laisse guère de place pour de la matière noire concentrée.

tierri a écrit:

hobb a écrit:Oui, mais pas que, puisque la gravité aussi dévie la lumière : ce n'est pas un changement de milieu.

Je vais me permettre de vous reprendre sur ce point, ce qui dévie la lumière c'est la géométrie de l'espace-temps, la force gravitationnelle et la déviation de la lumière ne sont liés que parce qu'ils ont la même cause, des différences de potentiel dans le champ gravitationnel.

tout à fait, mais l'analogie entre un changement d'indice optique et de courbure locale est somme toute fausse.

tierri a écrit:Merci pour ces réponses, je reconnais qu'il y a des approximations dans mon discours, mais la matière noire continue à ne pas me sembler crédible.

En fait il faut démistifier ce que les médias etc appellent "matière noire". La matière noire, c'est la supposition qu'il y a de la matière qu'on n'arrive pas à observer (pas d'émission lumineuse, d'où le nom de "noire"). C'est ça qui dérange. Appelez la matière non observable / non observée si vous préférez.

tierri a écrit:
Si sa répartition n'est pas homogène, alors sa densité max se trouve au coeur des galaxies, pourquoi ne se concentre-t-elle pas plus à ce compte-là ?

Non, pourquoi spécifiquement au coeur ?

tierri a écrit:
La force gravitationnelle à laquelle elle serait sensible et qui créerait son inhomogénéité ne peut qu'être proportionnelle à la force gravitationnelle qu'on lui attribue pour expliquer les observations, c'est une force considérable.
Si on commence à adopter ce principe de concentration inhomogène de la matière noire en fonction de la force gravitationnelle on en arrive à la conclusion que la concentration de matière noire doit être la plus forte là ou la gravitation est la plus forte, donc plus on se rapproche des astres et plus son effet doit être sensible, or c'est là que la RG est le plus efficace et affiche une précision qui ne laisse guère de place pour de la matière noire concentrée.

Ce n'est pas si simple. Une répartition homogène de matière noire n'aura d'effet gravitationnel que loin. Exemple : si vous etes au centre de la Terre, vous etes en plein milieu d'une quantité énorme de matière, et pourtant vous serez en apesanteur.

Je ne suis pas très convaincu par vos arguments là.

Lesquels ? Du fait qu'une répartition homogène n'a d'effet que loin ? C'est la base du principe de Gauss.

non, ça me va ça.
C'est d'ailleurs ce dont on a besoin, le concept de matière noire est plus difficile à faire tenir avec une répartition non homogène.

C'est quoi qui bloque alors ? L'histoire que la matière noire = non observable ? Ca part clairement de là. C'est l'anomalie de vitesse de rotation des galaxies, correlé avec la masse estimée à partir de leur luminosité, qui fait apparaître une distribution de masse non lumineuse pour qu'on retombe sur nos pattes. C'est tout.

hobb a écrit:Non, pourquoi spécifiquement au coeur ?

cela par exemple me dérange bien.
S'il y a inhomogénéité dans la répartition de la matière noire, quel autre cause que la gravitation peut en être la cause ?
Donc logiquement là ou la gravitation se fait le plus ressentir la concentration de matière noire devrait être la plus forte, c'est-à-dire à l'intérieur des galaxies au voisinage des astres, mais on ne détecte rien malgrés une RG d'une précision redoutable à cette échelle.

Si la répartition est homogène, je ne vais pas comprendre non plus.

Le seul vrai avantage de la matière noire finalement est de ne pas avoir à retoucher la RG.

Si tu veux par là dire qu'on invente des choses permettant de maintenir en place des théories existante... ce neserai pas le premier exemple de l'histoire il me semble

tierri a écrit:

hobb a écrit:Non, pourquoi spécifiquement au coeur ?

cela par exemple me dérange bien.
S'il y a inhomogénéité dans la répartition de la matière noire, quel autre cause que la gravitation peut en être la cause ?
Donc logiquement là ou la gravitation se fait le plus ressentir la concentration de matière noire devrait être la plus forte, c'est-à-dire à l'intérieur des galaxies au voisinage des astres, mais on ne détecte rien malgrés une RG d'une précision redoutable à cette échelle.

Si la répartition est homogène, je ne vais pas comprendre non plus.

Le seul vrai avantage de la matière noire finalement est de ne pas avoir à retoucher la RG.

Ca dépend où se trouve l'anomalie en vitesse. Et comme je vous l'ai dit : ce n'est pas si simple car les effets gravitaires ne sont pas qu'à courtes portées. Ce que vous pensez n'est qu'une supposition basée sur rien d'autre qu'une conviction...

Est-ce que la matière noire est un contrebalancement de masse supérieure aux 100 000 millions de galaxies visibles dans l'univers, créant l'expansion qui va s'accélérant plus elles s'éloignent, rejoignant la matière noire qui serait alors le cumul de masses d'univers fossiles s'étant éteints.
c'est une idée étrange, mais si tout est circulaire alors les univers se créent de par plusieurs big-bang, mais sans big crunch, sinon il n'y aurait pas de matière noire, par analogie la vitesse sur terre des déplacements fonctionnels augmentent à proportion de l'expansion...?

oyans a écrit:Est-ce que la matière noire est un contrebalancement de masse supérieure aux 100 000 millions de galaxies visibles dans l'univers, créant l'expansion qui va s'accélérant plus elles s'éloignent,

Non, parce que jusqu'à preuve du contraire : la matière noire est attractive (de masse positive), au meme titre que l'anti matière. On n'a jamais observé, il est extrement peu probable qu'il existe, et aucune théorie n'en fait allusion, de masse négative (donc qui accélèrerai l'expansion).

oyans a écrit:rejoignant la matière noire qui serait alors le cumul de masses d'univers fossiles s'étant éteints.

D'étoiles vous voulez dire ? C'est possible.

oyans a écrit:
c'est une idée étrange, mais si tout est circulaire alors les univers se créent de par plusieurs big-bang, mais sans big crunch, sinon il n'y aurait pas de matière noire, par analogie la vitesse sur terre des déplacements fonctionnels augmentent à proportion de l'expansion...?

Non, là vous mélangez tout. Dans NOTRE Univers, il y a très probablement eu un Big Bang, on ne sait pas s'il y aura un Big Crunch, on ne sait pas s'il existe de la matière noire ou si c'est "juste" les lois classiques qui sont imprecises à grande portée (voire la théorie MOND à ce propos). Pour les déplacements sur Terre, c'est une analogie entre deux choses qui n'ont tellement rien à voir qu'elle n'a pas lieu d'etre.

hobb a écrit:

oyans a écrit:Est-ce que la matière noire est un contrebalancement de masse supérieure aux 100 000 millions de galaxies visibles dans l'univers, créant l'expansion qui va s'accélérant plus elles s'éloignent,

Non, parce que jusqu'à preuve du contraire : la matière noire est attractive (de masse positive), au meme titre que l'anti matière. On n'a jamais observé, il est extrement peu probable qu'il existe, et aucune théorie n'en fait allusion, de masse négative (donc qui accélèrerai l'expansion).

oyans a écrit:rejoignant la matière noire qui serait alors le cumul de masses d'univers fossiles s'étant éteints.

D'étoiles vous voulez dire ? C'est possible.

oyans a écrit:
c'est une idée étrange, mais si tout est circulaire alors les univers se créent de par plusieurs big-bang, mais sans big crunch, sinon il n'y aurait pas de matière noire, par analogie la vitesse sur terre des déplacements fonctionnels augmentent à proportion de l'expansion...?

Non, là vous mélangez tout. Dans NOTRE Univers, il y a très probablement eu un Big Bang, on ne sait pas s'il y aura un Big Crunch, on ne sait pas s'il existe de la matière noire ou si c'est "juste" les lois classiques qui sont imprecises à grande portée (voire la théorie MOND à ce propos). Pour les déplacements sur Terre, c'est une analogie entre deux choses qui n'ont tellement rien à voir qu'elle n'a pas lieu d'etre.

bonjour,
Pour le deuxième point tu es d'accord que les étoiles mortes puissent intégrer la matière noire exotique, il existe deux formes de matières noire une primaire et une exotique, dans ton raisonnement c'est parfaitement exact, elle est noire parce qu'inconnue à nos jours, mais la masse des étoiles est constante et invariable il est dans la logique sans cause de projection, on ne présuppose plus le point zéro, c'est admis, la recherche dépasse le big-bang  et c'est pour ça que il n'est pas nécessaire de remettre en cause son existence.
Quant à l'analogie est parfaitement juste, je prends cet exemple que tu visionneras dans cette vidéo: Aristote conçut l'attraction d'un poids plus lourd et d'un plus léger, depuis il est logique que ce qui est lourd style une boule de pétanque tombe plus vite qu'une balle de tennis, mais Galilée modifie le concept des lois physique en reliant ses deux mêmes poids, la chute de l'ensemble est ralenti, on ne peut rendre sécable une "unité", bon c'est faux évidemment, mais le détail ne détermine pas l'ensemble, mais introduit l'identification de l'objet (cause et effet inconnus), donc l'analogie des corps sous n'importe qu'elle forme est exacte (inconscient collectif.) pour le système routier on parle d'artères par ex. ou plus simple la respiration expiration sont un ordre rythmique (air externe -corps humain interne-corps humain intrinsèque CO2 extrinsèque, même si en première perception des sens de l'instinct premier niveau du pragmatisme, c'est un rythme de désynchronisation de singularités dans son enveloppe synchronique...
Par contre la conclusion du film ne m'intéresse pas du tout...puis pas mal de point où je suis pas d'accord introduction de l'infini c'est perpétuer et c'est immuable, les cosmogonies sont instinctives et restent toujours valables, science et croyance c'est de l'ordre religieux et là je m'en fous un peu, beaucoup...
, comme dit Lavoisier rien ne se perd tout se transforme.