De quoi est constitué 96 % de l’univers ? Pas de ce qui se voit (1 sur 3)

Partie 1 sur 3

 

Ben oui. Quand tu regardes le magnifique ciel au-dessus de toi, à l’œil nu, ou avec quelques instruments astronomiques, de petite envergure ou ultra sophistiqués, si tu pouvais voir tout, absolument tout de visible de ce qui est dans le ciel, tu n’en verrais que 4 % ! Étonnant, n’est-il pas ?

INTRODUCTION

Les astronomes observent des myriades de galaxies, et leur nombre dans l’univers est estimé à 2 000 milliards. Beaucoup de galaxies sont similaires à la Voie lactée. Notre galaxie dans laquelle le Soleil est une simple étoile, possède des bras en spirale qui se déploient à partir d’un disque central.

Dans le cosmos, les galaxies s’organisent aussi en amas regroupant de quelques dizaines à un millier d’entre elles. L’observation du mouvement des étoiles dans une galaxie ou celui d’une galaxie dans un amas donne la preuve  la plus spectaculaire de l’existence de matière noire. Elle fait le lien entre les étoiles et les galaxies, par d’étranges particules.

Il y a aussi une énergie sombre de nature répulsive qui crée de l’espace dans l’univers en éloignant les éléments, notamment les galaxies. À elles deux, la matière noire et l’énergie sombre constitue 96 % de l’univers, tout le reste des objets ne représentant que 4 % de l’univers. Extraordinaire, non ?

Désormais, on ne peut plus observer et étudier l’univers sans tenir compte de l’essentiel qui le compose à savoir la matière noire et l’énergie sombre.

LA MATIERE NOIRE (partie 1 sur 2 pour la matière noire)

Ce sont des nouvelles notions qu’il faut acquérir, car la matière noire ne ressemble à rien du tout de ce qui existe sur Terre. À chaque seconde des milliards de particules non visibles traversent tout ce qu’elle rencontre sur notre planète et tout le reste de l’Univers. Et ce n’est pas une petite chose, puisque ces particules sont tellement massives qu’elles ont le pouvoir d’influencer les galaxies, leurs formations, et leur vitesse de rotation. Ce n’est quand même pas rien, ma cousine !

Cette matière noire est totalement invisible, et les scientifiques sont persuadés qu’elle est partout présente. Alors, il faut savoir que nous n’avons encore aucune preuve matérielle et scientifique de son existence. Elle n’émet aucune lumière et n’en absorbe aucune. Elle n’a ainsi aucune interaction avec la lumière. Mais les spécialistes sont absolument certains qu’elle est là et qu’elle existe. Mais pourquoi donc ?

Alors, on essaie de prouver son existence évidemment notamment à Soudan dans le Minnesota aux États-Unis. Mais contrairement à ce que tu peux croire, ce n’est pas dans le ciel que l’on va essayer de prouver l’existence de la matière noire mais à 750 m sous terre. Pourquoi sous terre ? Tout simplement pour être à l’abri des rayons cosmiques et pouvoir mener des expériences. Le but est de capturer de la matière noire. Le laboratoire de Soudan travaille sur cette question depuis 15 ans, en espérant capter des WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles, WIMP) – voir plus loin – et n’a toujours pas obtenu de résultat pour le moment (article écrit en septembre 2022).

Mais pourquoi donc les spécialistes sont-ils absolument certains qu’elle est là et qu’elle existe ?

LA ROTATION DES GALAXIES

Les observations de Fritz Zwick

Astrophysicien américano-suisse, Fritz Zwicky connu entre autres comme le plus grand découvreur de supernovas, observait un super amas de galaxies, appelé le super amas de Coma et il a remarqué une chose bien étrange. En mesurant les mouvements qui se produisaient dans ce super amas, il a obtenu une estimation de sa masse dynamique. Puis il a comparé cette masse à ce qu’il aurait dû obtenir en fonction des masses d’autres galaxies.

En effet, le mouvement des étoiles autour du centre d’une galaxie permet de remonter à ses caractéristiques concernant sa masse gravitationnelle. La loi de Newton de la dynamique des corps en mouvement combinée avec la loi de l’attraction universelle pour la gravitation permet de trouver une relation fondamentale de la physique des galaxies : la vitesse de rotation d’un objet céleste, telle une étoile, est reliée à la racine carrée de la masse qui produit son mouvement. La vitesse décroît aussi quand on s’éloigne du centre galactique.

Compte tenu de ce qui précède et de ses observations, Fritz Zwicky s’est aperçu que quelque chose clochait. Les galaxies de l’amas de Coma se déplacent comme si elles contenaient beaucoup plus de matière que l’on était capable de voir en l’observant. Les galaxies se déplaçaient trop vite à l’intérieur de l’amas par rapport à la quantité d’éléments lumineux qui s’y trouvaient. En fait, d’après ses calculs, il aurait dû trouver une masse dynamique lumineuse 160 fois plus importante étant donné la vitesse des galaxies dans cet amas de Coma. Cette anomalie montre que leurs mouvements est influencé par un autre élément. Et oui, mon cousin.

Mais, avant tout, comment peut-on faire des estimations de masse ? Prenons l’exemple du système Solaire. Pour faire ultra simple, et sans calcul ni schéma compliqués, on se base sur les planètes, et on sait que plus les planètes sont éloignées du Soleil, plus leur vitesse est faible.

La formule de Newton fait donc apparaître la masse du Soleil. Ainsi, en connaissant la vitesse et la distance des planètes, on en déduit la masse du Soleil. Zwicky, en faisant un calcul de ce type mais adapté à l’échelle d’un amas de galaxies trouve pour l’amas de Coma une masse totalement incompatible avec la quantité d’étoiles qu’on pouvait y observer.

Alors, en analysant les mouvements, Zwicky en a conclu que l’amas ne pouvait pas être stable, sauf s’il y a présence d’une quantité de matière noire (appelé au début par Zwicky « la matière manquante ». La matière noire, était donc une masse invisible, qui par son attraction gravitationnelle, était capable dans un amas d’affecter la vitesse de galaxies entières. C’est là une découverte révolutionnaire, passée pratiquement inaperçue à l’époque.

Les observations de Zwicky étaient basées sur les mesures de masse qu’il avait effectuées sur les étoiles et les galaxies. Mais, mon ami, comment faire pour peser des objets qui se trouvent dans l’espace ? Effectivement, tu ne pourras pas prendre le Soleil et le placer sur une balance par exemple. Mais, par contre, tu pourras mesurer la vitesse à laquelle les planètes tournent autour de lui. Et là tu rencontreras une loi physique qui te dira que plus il y a de matière dans le Soleil, plus les planètes devront tourner vite pour rester sur leurs orbites.

Newton et Einstein ont dit tous deux que plus la masse d’un objet était importante plus son attraction gravitationnelle était forte, ainsi que plus un objet est loin du centre plus il avance lentement sur son orbite dans la mesure où l’attraction gravitationnelle diminue.

C’est pourquoi au niveau du système solaire, la masse solaire attire plus vite Mercure que Pluton (planète naine) parce que Mercure est plus proche du Soleil. Ainsi, on est en droit d’attendre la même chose pour les galaxies, que plus elles sont éloignées plus elles se déplacent lentement pour poursuivre leurs orbites.

Les observations de Vera Rubin

Seulement voilà, ces raisonnements ne correspondent pas aux observations effectuées par Zwicky. Ce dernier avait fait ses observations au sein de l’amas de galaxies, Coma. A la fin des années 1970, une scientifique américaine, Vera Rubin, donc 50 ans plus tard que Zwicky, et avec du matériel qui a évolué, examine les courbes de rotation à l’intérieur même des galaxies spirales similaires à la Voie lactée. Et tout comme Zwicky, ce qu’elle constate lui semble bien étrange. Elle s’est aperçue, en fait, qu’en s’éloignant, la vitesse du gaz et des poussières en orbite restaient constantes. Or, ces vitesses devraient diminuer. Mais elles ne diminuent pas.

 

Pour que les régions extérieures de la galaxie tournent aussi rapidement sans être disloquées, il faut qu’elles contiennent une masse beaucoup plus importante. Pour expliquer ce paradoxe des galaxies qui tournent 10 fois trop vite par rapport à ce qu’elle devrait faire, c’est de supposer qu’un halo de matière invisible les entoure et leur évite la dislocation.

Ainsi, la matière noire serait présente dans les galaxies et elle aurait une masse suffisante pour que la vitesse de rotation demeure constante. Il y a donc forcément présence d’un élément gravitationnel, et les scientifiques en déduisent l’existence de la matière noire.

Vera Rubin a estimé qu’il y avait 10 fois plus de matière noire dans l’Univers que d’éléments lumineux. Beaucoup de scientifiques ont observé des centaines de galaxies depuis, et elles sont toutes bâties sur le même modèle : elles tournent trop vite par rapport à ce qu’elles sont et elles ont besoin de matière noire pour rester intègre.

Alors, l’importance de cette matière noire et si développée, qu’ils ont estimé qu’il fallait s’y intéresser de près. Mais comment repérer dans l’espace un élément invisible ? On ne la voit pas, mais on sait qu’elle dévie la lumière qui la traverse. Ce phénomène s’appelle une « lentille gravitationnelle » ou un « mirage gravitationnel ».

Ainsi, en retraçant le chemin parcouru par la lumière, la lentille gravitationnelle va détecter de la matière noire concentrée dans les halos des galaxies. Cette technique de lentille gravitationnelle, actuellement la plus précise connue, permet non seulement de connaître la quantité exacte de matière noire, mais aussi la façon dont elle est répartie dans le ciel, puisque nous pouvons mesurer la distorsion des rayons lumineux qui la traversent.

Ton serviteur consacrera dans l’avenir un article sur ce que l’ont appelle une « lentille gravitationnelle » ou parfois appelée « lentille d’Einstein ».

atière noi

Depuis Véra Robin, on a beaucoup affiné les cours de rotation des galaxies. On est même capable de le faire pour notre propre galaxie, la Voie lactée.

Ces courbes nous permettent de penser que la matière noire occupe les 4/5ème des galaxies et de plus nous permettre d’estimer comment cette matière noire est répartie dans les galaxies.

La forme des courbes de rotation nous apprend qu’en plus de la matière classique, comme les étoiles, le gaz, qui se répartissent généralement en un disque aplati existerait un immense halo sphérique de matière noire qui s’étendrait même au-delà de la zone de la matière lumineuse. Dans le schéma ci-dessous, la matière noire est représentée en bleu.

Bon, je pense que l’on peut arrêter là cette première partie (sur deux) consacrée à la matière noire. Nous verrons dans la deuxième et dernière partie de quoi est faite cette fameuse matière noire.

Bye, bye !

Professeur Têtenlair

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32 Commentaires

  1. Merci @Cachou pour cet exposé passionnant.
    Je connais un peu mieux la matière noire grâce à toi. Cet élément mystérieux de notre environnement cosmique.
    Quelle pourrait être l’incidence de cette matière noire sur la Terre, dans notre quotidien ??
    PS : petit rappel sur eh bien.

    • Comme d’habitude, ami, tu poses les bonnes questions (parmi d’autres forumeurs sur RR évidemment).
      Pour le moment nous n’avons observé aucune incidence de cette matière noire sur Terre, pas plus que nous n’en avons démontré son existence. Mais l’observation, pour le moment, en explique l’existence. C’est l’objet de cet article.
      Le prochain sera consacré de savoir de quoi pourrait être faite cette matière noire.
      Si nous démontrons un jour son existence, peut-être verrons-nous des influences d’elle sur notre planète ou sur nous-mêmes ?

      • Je te pose cette question, tu te doutes qu’il y a quelque chose derrière.
        C’est certainement trop extrapoler de lier cette matière noire aux phénomènes paranormaux comme l’apparition de fantômes par exemple.

        • Non, sincèrement, je n’avais pas compris cette allusion.
          Avoir l’esprit scientifique, c’est laisser son orgueil de côté, et être ouvert à toutes les hypothèses quelles qu’elles soient.
          Être ouvert ne veut pas dire les reconnaître comme étant vraies, pour cela de solides démonstrations doivent être faites.
          Alors concernant la matière noire qui pourrait jouer sur des phénomènes paranormaux d’une part, et qui plus est sur des fantômes d’autre part, j’essaie……………. d’avoir l’esprit scientifique !!
          Mais bon…

  2. L’astrophysicien Jean-Pierre Petit (oui, l’ingénieur en aéronautique de la MHD et de l’hypersonique) pense qu’il existe un autre volet de l’univers où les masses sont négatives, ce qui expliquerait ces déformations. Il l’appelle Modèle Janus (anciennement « Univers Jumeaux) : https://www.jp-petit.org/

  3. Fascinant le cosmos, ce qui est décourageant c’est que plus on en sait, plus on s’aperçoit qu’on n’en connait pas grand-chose ?

    • Chaque découverte amène 10 nouvelles questions si ce n’est pas plus. Alors, on n’a pas fini… et c’est ça qui est passionnant !

      • Oui, il faut accepter d’être humble face à l’immensité du cosmos et de ses secrets qu’on découvre au fur et à mesure du temps, on peut déjà dire que beaucoup de savants se sont trompés sur l’univers, pas tout à fait trompés mais ils n’avaient perçu qu’une minuscule réalité du temps et de l’espace, on continue je pense à n’avoir qu’une vision étriquée de la réalité d’un monde qui nous dépasse ?

        • Pour cela, il suffirait de lire le coran, tout est écrit, le mohamed avait la science infuse donnée par alla, tous les calculs sont là, c’est le nouveau roi d’Angleterre qui l’a dit, non pas l’homme à la tête de chou, mais celui aux oreilles en feuilles de chou rétrécies.
          Las Arabes sont de grands mathématiciens, c’est mélanchiotte et toubira qui ont compris la chance qu’ils représentaient pour la France.
          La Terre est plate, c’est alla qui l’a dit, et les grands savants du coran.

      • Dans le même ordre d’idée, feu mon père depuis 33 ans disait : « On en ferait des bouquins avec tout ce que je ne sais pas ! »

  4. Je n’arrive pas à comprendre qu’on puisse consacrer autant de temps, d’argent, de talent, d’investissements à toutes ces conneries, alors que nous avons déjà tellement de problèmes plus pressants à régler sur terre. L’éternel argument avancé pour justifier tout ça (« cela nous permettra de comprendre d’où nous venons ») ne tient même pas la route : l’apprendrait-on que cela ne réglerait pas le problème de savoir quel sens chacun peut ou doit donner à sa vie.

    A l’autre bout se trouvent ces autres escrocs que l’on appelle « les anthropologues » et qui, à l’aide de 3 bouts d’os et 2 silex trouvés aux 4 coins de la planète, voudraient nous expliquer eux aussi, d’où nous venons.

    Quelle bande de tarés ! Il n’y a pas que les hommes politiques !

    • Je comprends ton agacement qui est non seulement parfaitement légitime, mais qui pose les bonnes questions.
      À mon humble avis, la réponse est dans la nature de l’Homme lui-même. L’Homme n’est pas fait que de tubes digestifs et d’évacuations et besoin de dormir. Il est fait de sensibilité, sentiments, affections, douleurs, joies, et tout le reste. Comme les animaux d’ailleurs. De plus, l’Homme est doté d’autres sentiments moins nobles (
      vengeance, méchanceté, jalousie, etc…) que n’ont pas les animaux, et il est doté d’un cerveau complexe, alors que celui des animaux est uniquement instinctif.
      Ce cerveau complexe l’oblige à à répondre aux nécessités vitales de son corps, mais de la même façon qu’il est fait aussi d’un très grand nombre de sentiments et ressentiments divers, parmi tout cela, il est doté d’une curiosité. Cette dernière fait partie de sa constitution.
      Comme l’a écri Edmond Rostand dans sa pièce Cyrano de Bergerac : « C’est encore plus beau lorsque c’est inutile… ».

      • Ce n’est rien, ce doit être dans la nature de notre ami Wolfram de s’exprimer de cette façon. Il faut prendre le fond et laisser la forme de côté…

        • Cher ami Cachou, je me permets de rectifier ton avis sur l’animal. J’ai toujours vécu avec un chat ou deux, et je les connais maintenant.
          Ils ont des sentiments comme nous, ils sont jaloux comme nous, rancuniers si quelque chose leur déplait.
          Il faudrait pouvoir les étudier plus sérieusement, je pense que les chiens, c’est pareil, chaque chien ou chat a sa « personnalité », ce qui signifie qu’ils ne sont pas uniquement dirigés par l’instinct.
          Ils ont un riche répertoire émotionnel et sentimental, ainsi qu’une ébauche de corps mental.

          • RÉPONSE 1 SUR 2 À MON AMI FREJUSIEN
            Oui, ami frejusien patriote, ta remarque à propos de la mienne sur les animaux, et 1000 fois, 10 000 fois, 1 000 000 de fois justifiée.
            J’ai dit absolument du GRAND N’IMPORTE QUOI. Je suis moi-même un amoureux inconditionnel des animaux. Hormis ma très proche famille, je les préfère au reste de l’humanité. Je ne cesse d’agir pour eux et je me fais souvent traité de fou pour cela.

          • RÉPONSE 2 SUR 2 À MON AMI FREJUSIEN
            Je suis enquêteur animalier dans deux associations de réputations nationales. Enfin une, car j’ai démissionné de l’autre comme étant une bande de branleurs au niveau local mais avec qui j’avais à faire.
            Je répète moi-même que l’animal à tous les sentiments de l’homme, qu’il a tout de l’homme, sauf l’intelligence mathématique et de raisonnement. Mais il a bien d’autres intelligences aussi. Et il ne possède aucun défaut de l’homme.
            En écrivant cela, j’étais en plein délire, je crois que je devais taper sur 36 tableaux différents sur mon ordinateur et je ne me suis pas rendu compte de ce que j’ai écrit.
            C’est par très grand amour des animaux que je dénonce tous les vaccins scandaleux dans mon site :
            http://www.les-scandales-des-vaccinations.fr/page-cadre-generale-ordi-bureau.html

    • Je ne comprends pas ce besoin d’insulter votre prochain. Votre colère ne le justifie pas.
      Si vous n’aimez pas ça; n’en dégoutez pas les autres.

    • Je ne pense pas qu’on doit tout ramener à l’utilité apparente des choses, sinon il n’y aurait plus de rêve, plus de curiosité, plus d’interrogation, plus de créativité, plus de désintéressement, plus de diversité, l’homme a dépassé depuis longtemps ses besoins primaires, il a besoin d’explorer et de comprendre ce monde et souvent il découvre autre chose que ce qu’il cherchait de prime abord, l’exploration spatiale a permis à l’homme d’avancer dans la science fondamentale et la science permet des avancées dans notre vie de tous les jours.

  5. Article intéressant mais personnellement je ne m’éloigne pas trop de notre système solaire ce, tant que l’on n’en aura pas fixé les contours et les particularités. J’attends avec impatience que le télescope spatial James-Webb nous annonce un de ces quatre mations que la 9ème planète a été repérée, si toutefois elle existe. On retient son souffle.

    https://www.nationalgeographic.fr/espace/la-neuvieme-planete-du-systeme-solaire-serait-plus-proche-de-la-terre-que-ce-que-lon-pensait

    • En astronomie, tout est passionnant. Du plus proche au plus éloigné. Le système solaire est, évidemment, ce qu’il y a de plus près de nous. Depuis plusieurs siècles que des recherches sont faites à son sujet, l’astronomie connaît déjà pas mal de choses, et connaît, peut-être, déjà l’essentiel de ce système solaire dans ses généralités bien entendu.
      Il semblerait, contrairement à ce que tu suggères, que les contours et particularités soient quand même assez bien connues. Pour cela je te renvoie à mon article sur RR concernant les vents solaires (https://resistancerepublicaine.com/2021/10/06/les-vents-solaires-kesako/) dans lequel tu trouveras un paragraphe intitulé  » L’Héliopause, l’Héliosphère et l’Héliogaine ».
      Il est intéressant d’attendre que le JWST nous précise ou non l’existence d’une 9ème planète, mais les astronomes professionnels et amateurs attendent tellement plus de ce merveilleux télescope à 10 milliards de dollars. Ses renseignements les plus intéressants concerneront de toute évidence le ciel profond, ce qui est ma petite faiblesse en astronomie.

  6. Bonjour ,je vous conseille de consulter les travaux de jean pierre petit sur le modele janus et la masse et energie negative…La « matiere noire » est devenu une vaste blague

    • RÉPONSE AU POST DE KAIN ISTYA 1 SUR 2
      Ta remarque, même si elle ne démontre rien et n’explique rien, n’en est quand même pas pour autant très intéressante.
      Comme moi, tu dois savoir que l’homme ne sait pas tout sur l’univers et n’aurait plus rien à découvrir.
      Tu dois savoir aussi que nombre de découvertes réputées comme indiscutables, sont le fruit de découvertes précédentes critiquables mais qui ont servi de palier aux découvertes finales.
      Par définition, une découverte nouvelle fait toujours l’objet de critiques souvent violentes d’abord par jalousie de ceux qui ne l’ont pas découverte, ou autre.

    • RÉPONSE AU POST DE KAIN ISTYA 2 SUR 2
      La matière noire et l’énergie sombre n’ont effectivement pas encore été démontrées. Elles permettent d’expliquer des phénomènes très étranges qui se passent réellement. Peut-être qu’un jour aboutirons-t-elles sur les véritables découvertes finales ?
      Sur le fait que elles ne soient pas palpables ni visibles n’est certainement pas un argument pour dire que ces théories ne sont pas sérieuses.
      Je connais Jean-Pierre PETIT comme je connais d’autres astronomes professionnels. Il a aussi sorti sa propre théorie, critiquée par beaucoup d’autres astronomes. Il n’échappe pas la règle. L’avenir nous dira quelles seront les réalités futures.
      Merci de l’intérêt que tu portes à mes modestes articles.

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