LA MATIÈRE NOIRE

1 - Rapport Masse/Luminosité (M/L)

Si pour le soleil Ms/Ls = 1, alors

M/L @ 3 dans notre voisinage

@ 10 pour les galaxies spirales

@ 100 pour les groupes de galaxies

@ 400 pour les amas de galaxies

( Zwicky 1933)

Plus la dimension considérée est grande et plus il y a de matière non visible.

2 - Vitesse des étoiles autour des galaxies

 

 

Dans les galaxies, au-delà de quelques kpc, la vitesse de rotation des étoiles varie peu avec l'éloignement au centre, alors qu'elle devrait décroître compte tenu de la seule matière visible.

 

 

 

Le champ des vitesses pourrait être expliqué par un vaste halo sphérique de matière massive non visible : la "matière noire"

 

 

 

3 - Gaz chauds galactiques

Des halos de gaz chauds sont détectés dans les galaxies et les amas par leurs émissions X Pour retenir ce gaz, la masse visible est loin de suffire

 

 

 

 

4 – Arcs gravitationnels

 

La masse visible ne suffit pas à expliquer l'ampleur des effets gravitationnels observés.

 

 

 

 

5 - Formation des galaxies

Selon les modèles, il faut suffisamment de masse pour que les structures se forment dans des délais compatibles avec les observations ; c'est impossible avec la seule masse observable.

6 - Matière noire = matière ordinaire ? (Cold dark matter)

Programme EROS : recherche de MACHOs (Massive Astronomical Compact Halo Object)

On vise les nuages de Magellan et on cherche à détecter les objets du halo galactique par effet de micro-lentille gravitationnelle.

Trop peu d'événements.

Au total, tout ceci ne représente pas assez de masse.

Rappelons que la nucléosynthèse primordiale impose W m @ 0.04 seulement

7 Matière Noire = Matière exotique ? (Hot dark matter)

Prévues par les théories supersymétriques, ces particules n'interagissent que gravitationnellement avec la matière.

Expérience Edelweiss

Les premiers résultats sont négatifs, mais l'expérience continue

 

8 - Autres théories

MOND (Modified Newtonian Dynamic) de M. Milgrom :

  • Le principe est de modifier la seconde loi de Newton (F = m g ) pour les très petites accélérations. Ceci a pour effet de bien expliquer les vitesses galactiques, mais pas grand chose d'autre. De ce fait elle est peu convaincante.
    •

    Relativité d'échelle dans un espace fractal de L. Nottale :

  • Dans le développement de la théorie de la relativité d'échelle, un champ complémentaire lié au caractère fractal de l'espace-temps apparaît, qui assure la constance de la vitesse dans les galaxies. L'auteur souhaite finir de valider son idée avec les autres phénomènes qui impliquent un manque de masse.
    •

    9 - Conclusion

    Le consensus actuel tourne autour de :

    W visible @ 0.005

    W baryons @ 0.04 ( 0.044 ± 0.004 pour WMAP)

    W matière @ 0.30 ( 0.27 ± 0.04 pour WMAP)

    Et l'on n'a aucune idée de ce que peut être la partie manquante !