L' ÉNIGME DE LA MATIÈRE SOMBRE Gaspard Présente L' ÉNIGME DE LA MATIÈRE SOMBRE Avec son CLIQUEZ

LES ANNÉES 30  Les astrophysiciens de cette époque découvrent qu'une partie de la matière présente dans l'univers n'émet pas de lumière. Cette matière invisible, appelée "matière noire" ou "matière sombre" permettrait aux galaxies qui se déplacent de rester groupées dans un amas.  En étudiant le mouvement de 7 galaxies dans les amas Virgo et Coma, Fritz Zwicky remarqua qu'elles allaient étrangement vite.  Selon les lois de la physique newtonienne et aux vues de la matière alors observée, leur vitesse ne devrait pas être si élevée. L'astronome en arriva à la conclusion que quelque chose d'invisible devait exister et être la source de cette "attraction gravitationnelle" manquante. Mais à cette époque, cette théorie ne suscita pas trop d'enthousiasme.

LES ANNÉES 70 " Quand on regarde une galaxie, le gros de la lumière est proche du centre, les bords étant de moins en moins lumineux. On s'attend par conséquent à ce que l'essentiel de la masse soit aussi situé près du centre.  Donc plus on s'en éloigne, plus la vitesse des étoiles devrait chuter. Or les vitesses, observées restent pratiquement constantes, même très loin du centre."  Regain d'intérêt pour le sujet : Les amas ne sont plus les seuls à contenir cette substance invisible. Les astrophysiciens découvrent que les galaxies individuelles en sont également constituées.

LES ANNÉES 90  Rosat Au cœur même des amas de galaxie, le satellite Rosat a détecté la présence de nuages de gaz ionisés ayant une température de plusieurs millions de degrés. Seule un champ gravitationnelle intense peut expliquer une telle température. Cette découverte viendra confirmer les observations faites par Zwicky. 

MATIÈRE NOIRE - MATIÈRE VISIBLE La matière noire se déplace lentement tout en se regroupant en des masses compactes. C'est dans ces concentrations de matière sombre que la matière visible a formé les étoiles et les galaxies. Cette théorie expliquerait d'ailleurs pourquoi chaque galaxie semble être incrustée dans son propre halo de matière noire.

MATIÈRE - ÉNERGIE On suppose aujourd'hui que le contenu de l'Univers serait constitué de 3 types de substances : la matière visible, la matière noire et l'énergie noire.  LA MATIÈRE VISIBLE est constituée d'atomes formant les étoiles, les planètes, les êtres humains et chaque autre objet visible de l'Univers. Elle ne représente qu' une faible proportion de l'Univers, c'est à dire entre 1% et 10%.   LA MATIÈRE NOIRE est cette substance particulière qui échappe à notre détection. Selon les sources, entre 30% et 99% de l'Univers serait constitué de matière noire. L'ÉNERGIE NOIRE Les éclats d'étoiles observés dans l'Univers lointain ont confirmé la théorie d'un univers en expansion.   

BIG CRUNCH ? - UN UNIVERS EN EXPANSION ? En scrutant bon nombres de galaxies, les télescopes Canada-France-Hawaï et VLT (Very Large Telescope) ont pu évaluer la densité moyenne de matière présente dans l'Univers . Ces observations permettront de savoir si notre Univers va continuer indéfiniment son expansion ou si au contraire il va s'effondrer sur lui même... 

LA MATIÈRE NOIRE REMISE EN QUESTION D'après une équipe de chercheurs internationaux, la matière noire pourrait ne pas exister. Utilisant les données récoltées par le satellite XMM de l'ESA (Agence Spatiale Européenne) sur la base d'une étude comparative entre les groupes de galaxies actuels et ceux observés à 7 milliards d'années-lumière, ils en arrivent à une conclusion infirmant l'hypothèse de l'existence de la matière noire. XMM - NEWTON  Leur étude, qui semble prouver que l'expansion de l'univers ne s'accélérerait pas, démontrerait surtout que la communauté scientifique s'est faite leurrer par un énorme mirage cosmique.   La difficulté vient surtout que la matière/énergie noire est impossible à observer directement, ce qui a toujours empêché les scientifiques d'en démontrer formellement l'existence.  Tout au plus la présence supposée de matière noire était-elle déduite des mouvements observables de la matière visible. Cependant, si la matière noire n'existe réellement pas, les chercheurs devront revoir entièrement certaines théories fondamentales de la naissance de l'Univers satellite XMM de l'ESA XMM-Newton mesure pour la première fois le magnétisme d’une étoile morte

3 SCÉNARIOS : LA DENSITÉ DE L'ÉNERGIE SOMBRE. Si sa densité demeure constante, l'accélération de l'expansion va se poursuivre et "dans seulement 100 milliards d'années, le ciel au lieu d'être peuplé de milliards de galaxies observables au télescope n'en comportera plus que quelques centaines, ce sera un endroit bien solitaire"  - En revanche, si la densité se réduit, "l'expansion va ralentir jusqu'à un point où l'Univers va s'écrouler de nouveau avant un effondrement" général et à une disparition de l'Univers, avant peut-être un nouveau Big Bang.  - La troisième option serait une augmentation de la densité de l'énergie sombre, dont l'effet ultime serait "une destruction des atomes composant toute la matière"   "L'énergie sombre domine l'Univers et pourrait le dominer encore plus à l'avenir", a noté le professeur Allen. Mais " tant que nous n'aurons pas une meilleure compréhension de l'accélération cosmique et de la nature de l'énergie sombre, nous ne pourrons pas comprendre le destin de l'Univers"Pour leurs travaux, les scientifiques ont étudié 26 amas de galaxies à des distances situées de un à huit milliards d'années lumière, une échelle de temps comprenant l'époque où l'expansion de l'Univers a connu un ralentissement après le Big Bang, avant d'accélérer sous l'effet de répulsion exercé par l'énergie sombre.

l'amas Bullet Image composite de l'amas Bullet montrant la distribution de la matière ordinaire, en rouge, telle qu'induite par les émissions de rayons X et la distribution de masse totale, en bleu, telle qu'induite par l'effet de lentille gravitationnelle On distingue bien l’ onde de choc au sein du gaz issue de la collision entre les deux amas, ainsi que son retard par rapport à la matière noire contenue dans chaque amas et qui, elle, ne semble pas avoir été affectée par la collision.

Simulation de lentille gravitationnelle Simulation de lentille gravitationnelle. Voici ce que nous verrions si un trou noir se trouvait entre nous et une galaxie.

Principe de la déviation des rayons lumineux Principe de la déviation des rayons lumineux. Un astre massif, tel qu'une étoile , un trou noir ou une galaxie, courbe la lumière.

Certains des arcs lumineux les plus faibles de cette image sont en fait des galaxies situé à un peu plus de 13 milliards d'années-lumière, déformées par l'effet de lentille gravitationnelle. D'après des résultats publiés en août 2006, de la matière noire aurait été observée distinctement de la matière ordinaire grâce à l'observation de l’amas bullet constitué en fait de deux amas voisins qui sont entrés en collision il y a environ 150 millions d'années.

Création Gaspard FIN 2007

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