La matière noire

02
Mar
2014

Environ 84%  de la matière dans l’univers n’absorbe pas ou émettre de la lumière. La «Matière noire», comme on l’appelle, ne peut être vue directement, et elle n’a pas encore été détectée par des moyens indirects jusqu’à maintenant. Au lieu de cela, l’existence et les propriétés de la matière noire sont déduites de ses effets gravitationnels sur la matière visible, le rayonnement et la structure de l’univers. Selon les astrophysiciens se penchant sur la question, cette substance ombrageuse envahirait la périphérie des galaxies, et serait composée de « faibles interactions avec des particules massives». Plusieurs détecteurs à travers le monde sont à l’affût de ces forces, mais jusqu’à présent, pas un seul n’a été officiellement trouvé.

Les astronomes ont cartographié les mouvements de centaines d’étoiles dans la Voie Lactée pour en déduire la quantité de matière noire qui devrait être produite par la proximité de notre soleil. Leur conclusion? Il n’y a pas de matière noire dans notre galaxie.

Comme écrivent les chercheurs dans un article à paraître dans «Astrophysical Journal», le mouvement stellaire implique que les étoiles, dans un rayon de 13 000 années-lumière de la Terre, sont gravitationnellement attirées par la matière visible dans notre système solaire – comme le soleil, les planètes, les gaz environnants et la poussière – et non pas par un corps invisible.

«Nos calculs montrent que «la matière noire» aurait dû être démontrée très clairement lors de la prise de mesures. Mais elle n’était tout simplement pas là! » a déclaré le principal auteur de l’étude Christian Moni-Bidin, un astronome de l’Université de Concepción au Chili.

Mais alors, quelle quantité d’énergie y a-t-il dans l’univers?
Compte tenu de la quantité d’énergie emballée dans le noyau d’un atome d’uranium seul, ou de l’énergie qui a été irradiée de façon continue du soleil depuis des milliards d’années, soit le fait qu’il n’y a 10^80 particules dans l’univers observable, il semble que l’énergie totale dans l’univers soit incroyablement vaste. Mais ce n’est pas le cas; c’est probablement plus équivalent à zéro. Ça vous étonne? Je m’explique.

Lumière, la matière et l’antimatière sont ce que les physiciens appellent «l’énergie positive». Eh oui! Il y en a beaucoup (bien que personne ne soit sûr de combien). La plupart des physiciens pensent, cependant, qu’il y a une quantité égale «d’énergie négative» enregistrée dans l’attraction gravitationnelle, qu’il existe entre toutes les particules d’énergie positive (si vous avez manqué l’article de la semaine passée, pour plus de détails sur l’énergie noire CLIQUEZ ICI). Le positif compensant pour la négative, en fin de compte, il n’y a pas d’énergie dans l’univers du tout. Simple non? En tout cas, logique.

Stephen Hawking explique ainsi le concept de l’énergie négative dans son livre La Théorie du Tout (New Millennium 2002): « Deux morceaux de matière qui sont proches les uns des autres ont moins d’énergie [ positive ] que les deux mêmes pièces éloignées, parce que vous avez dépensé de l’énergie pour les séparer contre la force de gravité qui les tire ensemble», écrit-il.

Comme il faut une énergie positive pour séparer les deux morceaux de matière, la gravité doit utiliser l’énergie négative pour les réunir. Ainsi, le champ gravitationnel a de l’énergie négative. Dans le cas d’un univers qui est à peu près uniforme dans l’espace, on peut montrer que cette énergie gravitationnelle négative annule exactement l’énergie positive. Donc, l’énergie totale de l’univers est égale à zéro.

Les astrophysiciens Alexei Filippenko à l’Université de Californie, Berkeley et Jay Pasachoff au Williams College expliquent aussi l’énergie négative de la gravité dans leur essai: « Un univers De Rien». Si vous laissez tomber une balle qui était au repos (défini comme étant un état de zéro énergie), elle gagne de l’énergie de mouvement (énergie cinétique) lorsqu’elle tombe. Mais ce gain est exactement compensé par une énergie gravitationnelle négative plus importante que ce qui est plus près du centre de la Terre, de sorte que la somme des deux énergies reste nulle.

En d’autres termes , l’augmentation d’énergie positive de la balle, est égale à l’énergie négative qui est ajoutée au champ gravitationnel de la Terre. Ce qui était une boule d’énergie nulle au repos dans l’espace devient plus tard une balle zéro – énergie qui tombe à travers l’espace.

L’univers dans son ensemble peut être comparé à ce ballet éternel . Initialement, avant le Big Bang, l’univers était comme une balle au repos. Maintenant, il est en baisse énergétique. La lumière et la matière existent, et ils sont en mouvement. Or, en raison de l’énergie négative intégrée dans le champ de pesanteur créée par ces particules, l’énergie totale de l’univers reste nulle. Complexe et simple à la fois. Au fond, le Yin et la Yang illustrent bien l’équilibre de l’univers. Pour que la lumière existe, l’ombre doit être là aussi. Sinon, il n’y aurait pas de lumière! Mais c’est un autre débat que nous poursuivrons une autre fois! ^-^

Source: http://www.livescience.com
Image: Voie Lactée et  fusée Ariane – Thaïlande – NASA



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