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Atlas  / Nombres / Sciences / Cosmologie 

 

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DicoMot

DicoNombre

MASSE MANQUANTE

Matière noire  Masse cachée

Matière sombre

Énergie noire

 

Connaissances en 2015

 

News avril 2013

Le mystère de la matière noire, comptant pour presque un quart de l'Univers, enfin décodé?  Les scientifiques, suite à une expérimentation à bord de l'ISS (avec un spectromètre magnétique Alpha), ont observé un excès d'antimatière d'origine inconnue parmi les rayons cosmiques: des positrons (antiélectrons) qui pourraient provenir de la destruction de particules de matière noire.

Suite aux observations du satellite Planck, la proportion d'énergie sombre est revue de 72,8% à 68,3%.

 

 

 

Définition

*        L'Univers est constitué:

*     d'une masse visible: étoiles, planètes, poussières, gaz …

*     d'une masse totalement impossible à observer, mais révélée par les calculs.

*        Cette masse est nécessaire pour expliquer les mouvements d'objets lointains qui évoluent plus vite que prévu en ne considérant que la matière visible.

Histoire

*        En 1933, on observe les amas galaxies  Virgo et Coma.

 

*        Leurs galaxies

devraient s'éloigner les unes des autres

or, elles restent groupées.

*        Les calculs faits montrent qu'il faut ajouter 90% de masse noire.

*        En 1998, Adam Riess (né en 1969) et Brian Schmidt (né en 1967) mettent en évidence le phénomène d'accélération de l'expansion de l'Univers, signe probable que celui-ci contient une forme mystérieuse d'énergie appelée énergie noire.
Conjointement, Samuel Perlmutter (né en 1959) découvre le même phénomène.
=> Riess, Schmidt et Perlmutter: Prix Nobel en 2011.

Ce que l'on sait

en 2001

*        Si l'Univers est clos, la matière sombre constitue

90% de la masse totale de l'Univers.

 

*        La nature de cette masse manquante est encore inconnue; que des hypothèses:

*     Machos: massive compact halo objects - naines brunes.

*     Wimps: weakly interacting massive particles - nouveau type de particule massive ?

*     Neutrino: cette hypothèse n'est plus retenue.

 

Matière noire

*        La matière noire est une matière fantôme qui serait formée de particules exotiques de grande masse, six fois celle des particules ordinaires, et qui ont de faibles interactions avec la matière visible.

 

 

Anglais

*        Missing mass

Matter that is not directly visible but is inferred to exist in order to provide sufficient gravitational attraction to account for several aspects of the large-scale motion of matter in cosmology.

 

 

SUITE

sur cette page

*        Masse manquante

*        Matière non-observable

*        Densité moyenne dans l'univers

*        Densité en nucléons

En savoir plus

*        Astronomie – Débutant

*        Big Chill, Big Freeze

*        Bigbang

*        Connaissance en 2003

*        Cosmologie – Index

*        Enveloppe galactique

*        Gravitation

*        Le centre du monde

*        L'énergie du vide

*        Lentille gravitationnelle

*        Masse de la Galaxie

*        Particules

*        Télescope Antares

*        Trous noirs

*        Univers

Livre

*        Le mystère de la matière noire – Dans les coulisses de l'Univers – Gianfranco Bertone – Dunod – 2014

 

 

Développements

 

Selon Trinh Xuan Thuan en 2011

 

N'avoir aucune idée du contenu de l'Univers, c'est le mystère des mystères ?

 

C'est vrai ! On ignore tout de 96 % de son contenu. La matière lumineuse dans les centaines de milliards de galaxies observables n'en constitue qu'un demi pour cent !

Ça nous remet à notre place. Malgré toutes les connaissances acquises, nous vivons dans un Univers-iceberg dont on ne voit que la partie émergée. On parle beaucoup de cette mystérieuse énergie noire responsable de l'accélération d'un Univers composé, pour une part, de quelque chose qui n'émet aucune lumière visible, mais exerce de la gravité et qu'on appelle matière noire. Elle serait constituée d'une infime proportion de protons et de neutrons, comme vous et moi – les astrophysiciens parlent de matière noire "ordinaire", qui cohabite avec une matière noire "exotique" dont on ne connaît aucunement la nature !

L'Express – 13 août 2011

 

 

 

 

MASSE MANQUANTE en 1995

 

*        Pour expliquer la mécanique céleste des galaxies et en tenant compte des lois de la physique connues aujourd'hui, il faut trouver dans l'univers 10 fois plus de masse que celle qui est visible actuellement. Ou alors, ce serait la révolution des lois de la physique. Scénario non envisagé à ce jour.

*        Aucune explication à ce jour (1995). Celles qui ont été tentées:

*     La généralisation des planètes du système solaire à l'univers entier: cela ne compterait que pour quelques millièmes de masse supplémentaire;

*     La masse des gaz interstellaires;

*     Les naines brunes (soleil n'ayant pas réussi leur allumage): on n'arriverait qu'à 10% du compte

*     Les trous noirs: les déformations des galaxies seraient observables;

*     Les mini-trous noirs répartis; ou encore

*     Les neutrinos très nombreux: s'ils avaient une masse suffisante même epsilonesque: en fait, leur masse est encore plus petite que cela, pratiquement nulle!

 

*        Seules pistes encore explorées:

*     Les particules exotiques hypermassives, et

*     Les naines brunes

 

 

 

Matière non observable en 2000

 

*        90% de la masse de l'Univers est de la matière noire, non directement observable.

*      Cette matière noire n'émet aucun rayonnement, visible ou non.

Mais elle dévie la lumière: effet de lentille gravitationnelle découvert en 1985.

*      200 000 galaxies ont été analysées par les chercheurs de l'IAP (Institut d'Astronomie de Paris).

Ils ont cartographié une petite région de l'Univers.

La répartition de la matière noire est filamenteuse.

Une gigantesque toile, dont les nœuds seraient les amas de galaxies.

*      On est toujours loin de savoir de quoi cette matière noire est constituée. Certains chercheurs parlent de particules super symétriques: axions, wimps …
 

 

 

 

Densité moyenne dans l'univers

 

*        10-29 g / cm3
La densité moyenne de matière dans l'Univers détermine le rayon de courbure de l'espace et de là en découle le caractère fini ou infini de l'univers. Cette valeur est la limite au-delà de laquelle le monde est fini, courbé sur lui-même sous l'effet de sa propre gravitation.

 

La densité moyenne

*     Celle connue aujourd'hui ne représente que 1/10 de cette valeur.

*     Le monde serait donc infini.

*     Mais cette valeur n'est que la limite basse.

*     Existe-t-il une matière cachée?

*     Les astrophysiciens la cherchent.

 

 

 

 

DENSITÉ DE L'UNIVERS en nucléons

 

*        La quantité de matière observée dans l'univers est très faible:

 

0,1 nucléon (proton) par m3

 

 Lieu

Densité (nucléons/m3)

Univers visible:

  0,1

Univers gravitationnel:

  1

Valeur critique:

10

Atmosphère terrestre:

1024

 

*        Les manifestations de la gravité montrent que l'univers est 10 fois plus dense que ce que donne l'observation directe.

*        La valeur critique est la densité, au-delà de laquelle le monde serait en récession.

*        La masse manquante est toujours une énigme en 1994.

*        On a même observé par infrarouge une densité de l'univers encore plus grande, voisine de la densité critique.

*        Il faudrait expliquer 99% de masse non observée et relancer le débat: expansion ou récession?

 

 

   

 

 

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