MOND

[Sylvain Wells]

Je vient juste de terminer un article de S&V, que j'ai reçu à l'instant : pour répondre à la question de la matière noire, inobservée depuis près de 80 ans, plusieurs astrophysiciens ressortent une théorie de derrière les fagots : MOND, pour MOdified Newtonian Dynamics, qui affirment que la matière noire n'existe tout simplement pas.

Mais alors, que voit-on sur les cartes de matière noire ?

Selon MOND, ces cartes matérialiseraient en fait les variations du champ de gravité autour de la matière visible. Pour comprendre, il faut savoir que l'emplacement présumé de la matière noire est détecté à partir du phénomène dit "des lentilles gravitationnelles" ; selon la relativité, une masse dévie le trajet de la lumière. La matière noire située en tre nous et les galaxies devrait donc dévier la lumière de celles-ci, et l'amplifier, comme une lentille. C'est ainsi qu'on la repère. Mais selon MONDla masse visible suffirait à expliquer la déviation de la lumière, puisque le champ de gravité est amplifié. Mais pourquoi est-il amplifié ? MOND modifie une constante de la gravitation de Newton : au lieu de laisser la force d'attraction entre les objets décroître suivant le carré de leur distance, comme l'équation de Newton : F=G[(mlm2)/d²] , la théorie prévoit qu'en dessous d'une accélération de 10^-10 m.s^-2, la gravitation diminue beaucoup moins rapidement, suivant en fait l'inverse de la distance seulement.
Ce qui signifie que la gravitation sur les bords des galaxies et des amas de galaxies est plus forte que dans la théorie de Newton. Et ainsi les vitesses des galaxies et des étoiles s'accordent avec les observations.

Reste mainteant à atteindre qu'une des 20 expériences à travers le monde visant à détecter un Wimp (Weakly Interacting Massive Particule) aboutisse, ou qu'Atlas, expérience du LHC, en voit un. Sinon c'est tout un pan de la cosmologie qui s'effondre. Ce serait également un sacré coup porté au Modèle Standard.

Alors, quid de MOND ? A vous d'en discuter.



Sunmat, je t'attends avec impatience !

[sunmat]

Sunmat, je t'attends avec impatience ! Mr. Green

C'est une idée.

Par contre il y a une chose que je ne comprend pas trop :

la théorie prévoit qu'en dessous d'une accélération de 10^-10 m.s^-2, la gravitation diminue beaucoup moins rapidement, suivant en fait l'inverse de la distance seulement.

Je suppose donc que si on considère un objet de masse M immobile dans un référentiel galiléen, et un autre objet de masse m en mouvement par rapport au premier, si son accélération dans le référentiel définit plus haut est inférieur à 10^-10 m.s^-2 (en norme cette accélération est identique dans tout référentiel ayant une base unitaire et une même horloge) la force subie par l'objet est en 1/d et non plus en 1/d² ?

J'ai du mal à voir l'effet de ce changement sur les photons, puisqu'au alentours de la vitesse de la lumière on passe en relativité, on a donc du mal à définir une accélération... faudrait que je me penche sur la question...

[yanidimani]

Je me trompe certainement, je ne suis qu'amateur, mais quand on envoie péter au fin fond du système solaire une sonde, on s'arrange pour leur faire contourner la Lune ou Mars pour qu'elles soient propulsée par l'énergie magnétique de ces dernières?
Ce n'est pas de la matière qui dévie la trajectoire et la vitesse des sondes?
Donc la lumière émise "derrière" une galaxie doit être déviée par la gravité non? Une galaxie spirale, ça tourne non? D'ailleurs est-ce que les autres types de galaxies tournent? Dévient-elles la lumière?
Et puis il me semble qu'il y a un an environ, près d'un milliers de trous noirs on été observé ou calculé au sein même de notre galaxie. Au cœur de notre mère porteuse, je crois ne pas me tromper en nommant son grand estomac d'un certain "sagitarius". Un trou noir, ça courbe la lumière non??? Pourquoi pas en périphérie des galaxies?
Je suis pas scientifique, j'aime juste la logique et pour moi les messieurs de MOND ont totalement raison!!!
Sur ce mes chères fourmis, je vous salue, la méditerranée et son sable chaud me tendent les bras et je ne sais pas dire non!!!

[sunmat]

Oula ! ce n'est absolument pas un champ magnétique qui dévie les sondes (d'abord parce que la Lune n'a pas de champ magnétique, ensuite parce que celui des planètes est extrêmement faible), c'est la gravitation : on s'arrange pour faire passer la sonde pas loin d'un astre, et l'astre l'attire. La sonde n'a alors plus qu'à donner l'énergie nécessaire pour se décaler un peu et passer à côté de l'astre au lieu se s'y écraser.

Tout objet massique déforme l'espace temps de sorte que la lumière est déviée à l'approche de ces objets. Mais cela en plus ou moins grande proportion. On le sait depuis longtemps maintenant. Le problème est le suivant :
en partant de la luminosité d'une galaxie, on en déduit sa masse m. On peut alors calculer la déviation théorique subie par la lumière après un passage près de la galaxie en question. Or, les déviations mesurées correspondent à une déviation engendrée par un objet de masse m + M : il y a un M en trop.
De là sont issues deux théories :
- soit il existe une matière noire de masse M qui explique le phénomène.
- soit le calcule est basé sur l'expression d'une force gravitationnelle qui est fausse.

La théorie MOND tente de supposer vraie la seconde hypothèse, et de corriger l'expression de la force gravitationnelle.
Le truc, c'est que les deux démarches scientifiques sont bonnes : considérer une masse fictive et corriger une force, cela revient au même.

En statique des fluides, par exemple, on plonge un solide de masse M et de volume V dans un liquide de masse volumique p. On a le choix entre calculer directement la force subie par le solide en calculant la résultante F = P + A où P est le poids (P = Mg) et A la poussée d'Archimède (A = -pVg), calculable à l'aide de la passe volumique p de du volume V du solide, mais on peut aussi calcule le poids modifié subit par l'objet de masse fictive (M - pV).
Ce sont deux approches différentes, mais justes.

[Sylvain Wells]

Toutefois, si les Wimps n'existent pas, l'approche de la matière noire "exotique" (constituée de Wimps, car il existe(rait) une matière noire juste noire, mais bien composée de protons, électrons, neutrons, etc...) est donc fausse, n'est-ce pas ? Le résultat est juste, mais la solution est inexacte.

[Clade]

Ben c'est débile mais...Et si la masse manquante ce serait la structure de l'espace-temps? Si ce serait ça la matière noir? Et que les corps y inter-agissent avec.

Sans masse il n'y a pas d'attraction, sans espace-temps il n'y a pas de matière car rien pour lui servir de support. Pas de confinement où elle peut subsister.

Enfin je dit ça comme ça.^^

Sinon c'est assez louche cette histoire de matière noir, une solution juste pour expliquer ce qui manque car on l'ignore. Je suppose.

Un peu comme dire, dieu a tout créé.

[Sylvain Wells]

Ce que tu dis rappelle un peu le mythique et inexistant éther, support imaginaire pour la matière ou la lumière...

La matière noire représente près d'un quart de la masse universelle, mais à mon avis la réponse à la matière noire est intimement liée à celle de l'énergie sombre, présente dans les vides intergalactiques, et responsable de l'expansion de l'Univers, qui représente 75% de l'Univers...

Ce n'est que mon avis !

[Clade]

Et quel abrutis je n'y avais pas pensé!

L'énergie sombre. Mais dans ce cas, ça change de densité puisque l'écart entre les galaxies grandis.

Il y a plus d'espace à occuper. Non?

[Sylvain Wells]

Exact. C'est pour cela qu'on parle de "Grand Refroidissement" comme possible fin de l'Univers, car plus la densité est faible, plus la température est faible.

Mais la masse manquante dans les galaxies c'est bien la matière noire, si l'énergie sombre existait dans les galaxies, celles-ci se disloqueraient, victimes de l'expansion, ce qui n'est pas le cas. C'est pour cette raison que je pense que la matière noire est un répulsif à l'énergie sombre, que celle-ci est "matièrenoirophobe", comme les surfaces hydrophobes avec l'eau. Mais encore une fois, ce n'est que mon avis...

[Clade]

Donc cette matière noire serait allergique à l'énergie sombre ?

[Sylvain Wells]

Ce serait plutôt le contraire, mais ça reste ma propre théorie (peut-être partagée par d'autres physiciens, je n'en sait rien). Je n'ai aucune preuve ou justifications de quoi que ce soit, c'est une théorie.

[Animula]

D'après ce que j'ai compris, l'énergie sombre serait répartie uniformément dans tout l'univers et sa valeur serait constante dans l'espace et dans le temps. La gravité au contraire est liée à la matière et vu qu'il existe une quantité à peu près finie de matière pour un univers en expansion. La matière noire devient de plus en plus prépondérante.

Cela dit, je trouve que supposer l'existence de particules invisibles, et de gadgets dans leurs genres est un peu douteux. L'erreur de Newton me paraît assez amusante et a le mérite d'être plus simple.
Simplicité n'est pas vérité, mais bon, les particules exotiques...

[Sylvain Wells]

Il ne faut pas confondre énergie sombre et matière noire ! La matière noire est effectivement liée à la matière, qui est limitée, tandis que l'énergie sombre se répartit dans les espaces intergalactiques, mais pas intragalactiques, sinon les galaxies se disloqueraient.

Seule la matière noire est concernée par les Wimps, et n'a aucun rapport avec l'expansion de l'Univers, sinon celui d'être présente là ou l'énergie sombre est absente.

Evidemment, les particules supplémentaires sont une sorte de joker, mais si on regarde bien, presque toutes les particules du Modèle Standard ont été prédites avant d'être découvertes, le quark a été déduit par symétrie mathématique, le boson de Higgs a été prédit de la même façon (vous le direz on ne l'a pas observé... et vous aurez raison, du moins pour 6 mois...). Donc pourquoi pas les Wimps ?

Vous l'aurez compris, je ne suis pas un franc partisan de MOND... du moins tant que la théorie ne récolte pas de preuve. La non-observation des Wimps à l'heure actuelle découle simplement du fait que nos appareils les plus récents sont bien trop récents pour les avoir détectés si tôt, et les plus anciens sont proches de l'obsolétisme.

Pour moi, MOND est aussi réel que la théorie des cordes. Une théorie parmi d'autres...

[Animula]

Justement, je pensais que l'energie sombre était partout. Mais que ses effets étaient négligeable à notre échelle mais aussi entre les étoiles du même galaxie.
A terme cependant, il se peut que l'energie sombre domine tout y compris la force forte, faible et électromagnétique.

[Sylvain Wells]

Je vois mal ce que tu entends par "Dominer" les autres forces...

Au fait, MOND n'explique nullement la matière noire, ce que fait très bien Susy.

De même pour les lentilles gravitaionnelles.

Bref, vous l'aurez compris, je suis loin d'être fan de MOND.