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L’origine et le devenir de l'univers, et la matière noire restent un mystère pour les scientifiques.
Voyons tout d’abord rapidement ce qu’est la matière noire ou sombre, ou la Masse manquante…
Les étoiles, principales composantes de matière dans les galaxies, tournent de manière non-képlerienne, c'est-à-dire ne suivent tout simplement pas les lois de la gravitation.
Une explication possible est d'imaginer l'existence d'un gigantesque halo de matière non visible entourant les galaxies ; un halo qui représenterait jusqu'à près de 90 % de la masse totale de la galaxie, voire plus dans certaines galaxies.
Et ce Halo nous est totalement invisible, et reste un vrai mystere…
Les astrophysiciens encore dans le noir…
L'origine et le devenir de l'univers restent encore un mystère pour les astrophysiciens et certains, très pessimistes, avancent même l'hypothèse d'une impasse pour la science.
Ces dix dernières années, des théories, comme celle de l'énergie du vide ou énergie sombre indirectement mise en évidence par des observations astrophysiques, ont chamboulé les fondements de la physique, a expliqué l'astrophysicien américain Lawrence Krauss de l'Université d'Arizona lors de la conférence annuelle de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS) qui vient de s'achever à Chicago (Illinois).
L'énergie sombre, une force mystérieuse qui expliquerait l'accélération de l'expansion de l'univers après le Big Bang il y a quelque 13,7 milliards d'années, malgré la force de la gravité, représente plus de 70% de l'univers.
La matière noire représente elle quelque 23% de l'univers et n'interagit pas avec la matière ordinaire, qui ne compte que pour 4%.
L'énergie sombre serait la composante la plus importante de l'univers en termes de densité d'énergie.
La matière noire et l'énergie sombre sont encore «des choses qui restent mystérieuses», a avoué M. Krauss devant la presse, aux côtés d'autres astrophysiciens.
«Tout cela a bouleversé ce que nous concevons comme la physique fondamentale et laisse penser que les lois de la nature ne sont pas en fin de compte immuables, mais accidentelles, et qu'il existerait de plus un grand nombre d'univers. Le hasard fait que nous vivons dans l'un d'entre eux», a poursuivi Lawrence Krauss.
«Ces événements révolutionnaires de la dernière décennie nous forcent à confronter des questions vraiment essentielles sur les fondements de la science et nos limites», a-t-il insisté.
Selon lui, «nous pourrions bien vivre à la seule époque de l'histoire de l'univers pendant laquelle la science pourrait parvenir à une compréhension exacte de la vraie nature de l'univers» mais en avons-nous les capacités?
De son côté, Alan Guth, professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge, dit «douter énormément du fait que les scientifiques aient atteint leurs limites de compréhension de la cosmologie».
«Je pense que dans dix ans nous saurons presque certainement ce qu'est la matière noire mais que pour l'énergie du vide, ce sera plus difficile», a poursuivi le physicien.
Le «Grand collisionneur de Hadrons» (LHC), le plus grand accélérateur de particules au monde, mis en route en septembre à la frontière franco-suisse, devrait permettre de pouvoir traquer les ultimes briques de la matière et de récréer les conditions du début de l'univers quand les nombreuses expérimentations commenceront, a-t-il espéré.
Plus résolument optimiste, Daniel Akerib, responsable du département de physique de l'université Case Western Reserve à Cleveland (Ohio), a estimé «que les différentes mesures effectuées ces dix prochaines années pourront nous dire si les théories avancées sont ou non exactes».
En parvenant à mesurer des propriétés de l'énergie du vide ainsi que des micro-ondes cosmiques de façon plus détaillée, «nous devrions pouvoir dire si la théorie sur l'inflation de l'univers est exacte», a-t-il dit. Selon cette théorie, plusieurs univers se seraient formés.
«Je suis très optimiste», a insisté Daniel Akerib. «Nous posons les grandes questions et avons un véritable espoir d'y répondre», a-t-il dit.
Source : Agence France-Presse Chicago
Pourtant 1 homme à depuis longtemps donné les explications de cette mystérieuse énergie sombre et de cette matière noire…
Il s’agit de Jean Pierre Petit, de notre JPP national.
( N’oublions pas également Andreï Dmitrievitch Sakharov ce grand physicien nucléaire russe, duquel JPP tire ses travaux )
En effet ses travaux effectués en cosmologie, et plus particulièrement sur les univers jumeaux, ont été décriés et ridiculisés par beaucoup, mais aujourd’hui ils reconnaissent pratiquement qu’il avait raison !
Alors de quoi ca parle … ?
Je vais simplifier au maximum sans emprunter trop de termes techniques pour une meilleur compréhension :
Le modèle de JPP repose sur l'idée que nous vivons dans un univers à courbure positive, c'est-à-dire qui est une sorte d'équivalent de la sphère que nous connaissons, mais avec une dimension de plus.
Comme sur une sphère ordinaire, l'on revient à son point de départ si l'on va en ligne droite, et à tout point l'on peut associer un point antipodal, c'est-à-dire le point le plus éloigné de celui où l'on se trouve.
L'idée de JPP est de supposer qu'il existe deux formes de matière dans l'univers, la matière ordinaire et la matière « gémellaire », qui possède la propriété exotique d'exercer une gravitation répulsive sur la matière ordinaire (un peu comme deux charges électriques de même signe qui se repoussent).
Ces deux formes de matière peuvent coexister, et ne subissent que l'influence gravitationnelle l'une de l'autre. En fait, et c'est sans doute la raison de supposer que la courbure est positive, on ne sent pas l'influence de la matière gémellaire située au point où nous nous trouvons, mais celle de la matière se trouvant au point antipodal.
J’ai fais un petit montage photo que voici en puisant dans mes souvenirs de lectures de ces livres.
En rose l’univers gemellaire qui nous est invisible ( la matière noire, qui exerce une énergie sombre), en bleu au centre de la croix notre système solaire par rapport à notre galaxie, en jaune les forces de répulsions entre les 2 univers. Notre galaxie mesure environ 100 000 années lumière. Notre sytème solaire se situe dans un des bras de notre galaxie et nous aussi par conséquent, nous sommes donc très éloigné du noyau de notre galaxie.
Notre galaxie « la Voie lactée » est de forme spirale comme la majorité des galaxies de notre univers. Elle contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles, dont notre Soleil, pour une masse totale évaluée de l'ordre de plusieurs centaines de milliards de masses solaires. Notre Soleil est en fait une petite/moyenne étoile comparé à d’autres étoiles beaucoup plus grande.
JPP suppose ensuite que l'univers est homogène et isotrope, et qu'il y a autant de matière gémellaire que de matière ordinaire.
De plus, comme toute bonne théorie scientifique, elle prédit des phénomènes nouveaux, qui pourraient être observés, et confirmer ainsi sa théorie... ou pas.
Mais ceci est le cas de n'importe quelle théorie scientifique.
La théorie des univers jumeaux est une solution au problème de la "matière sombre" : La masse de l'univers semble être plus importante que celle de la seule matière visible c’est à dire celle des étoiles et des nuages de poussière interstellaire. Elle donne également une solution aux questions :
Pourquoi les galaxies ne tournent-elles pas rond ?
Pourquoi les vitesses mesurées de révolution des étoiles autour du noyau de leur galaxie sont-elles aberrantes ?
L'explication "classique" de ces phénomènes est que les galaxies sont environnées d'un nuage de matière "exotique", invisible, mais dont les effets gravitationnels se font sentir.
De quoi serait faite cette "matière sombre" ? Là, mystère.
On parle de particules exotiques, de super cordes, de monopoles magnétiques... Rien de tout ça ne tient vraiment la route.
Au contraire, la théorie de JPP est cohérente, géométriquement simple, et ne fait pas appel à une physique inconnue. En voici le principe : il n'existerait pas un univers, mais deux : Nous vivons dans l'un de ces univers, et l'autre, l'univers jumeau, occupe le même espace tridimensionnel mais nous est invisible.
Les deux univers sont fort semblables : Dans l'univers jumeau, il existe également de la matière et de l'antimatière. Les lois physiques qui régissent cet univers jumeau sont les mêmes que celles de notre univers.
Par exemple la gravitation dans l'univers jumeau est attractive, comme chez nous : deux particules (ou antiparticules) de matière-ombre s'attirent mutuellement.
Là ou les choses deviennent intéressantes, c'est que matière ordinaire et matière-ombre interagissent UNIQUEMENT par la gravitation : Les forces électromagnétiques entre particules de mantière-ombre n'ont aucune influence sur la matière ordinaire.
Pour cette raison les photons-ombre émis par la matière-ombre nous sont invisibles : on ne peut détecter cette matière-ombre QUE par ses effets gravitationnels.
Mais l'idée géniale de JPP, c'est de postuler que "la constante de couplage" de l'interaction gravitationnelle entre les deux univers est négative : matière-ombre et matière ordinaire se repoussent mutuellement :
| interaction gravitationnelle | matière ordinaire | matière-ombre |
| matière ordinaire (notre univers) | Attraction | Répulsion |
| matière-ombre (univers jumeau) | Répulsion | Attraction |
Il est donc logique qu'il soit difficile, pour ne pas dire impossible, de mettre en évidence la matière-ombre dans une expérience de laboratoire sur terre : la matière-ombre "fuit" la matière ordinaire et en fait il ne doit pas en exister des masses à l'intérieur des galaxies : la matière-ombre se trouve en fait dans l'espace intergalactique, pour des raisons "historiques".
En fait il faut imaginer que l'espace entre les galaxies est rempli de matière-ombre, mais que cette distribution contient d'immenses bulles vides à l'emplacement, précisément, des galaxies de notre univers.
Or il se trouve que les effets gravitationnels de ces "lacunes" de matière-ombre sont, du fait de la constante de couplage répulsive entre matière ordinaire et matière ombre, identiques aux effets qu'aurait un nuage plus ou moins sphérique de "matière sombre" (hypothétique) qui se trouverait dans la galaxie.
On explique ainsi les vitesses anormales observées de révolution des étoiles autour du noyau de la galaxie, sans faire appel à une "matière sombre" exotique située dans notre univers, et dont on se demande bien de quelle particules non encore découverte elles pourrait bien être faite.
Au contraire, la matière-ombre, située dans l'univers jumeau, possède les mêmes caractéristiques physiques que la matière ordinaire : elle est vraisemblablement formée également d'atomes, de molécules, etc. Seulement pour des raisons géométriques, les objets matériels situés dans deux univers différents se repoussent entre eux.
Source : sboisse.free.fr
Source : Wikipédia
Il existe au centre de notre galaxie et de toutes les galaxies un ‘’ objet ‘’ qui reste bien mystérieux pour les scientifiques, pour notre galaxie cet ‘’ objet ‘’ porte le nom de Sagittarius A …
Sagittarius A !!?
Le centre de notre galaxie abrite un objet super compact de très grande masse nommé Sagittarius A qui serait selon les scientifiques probablement un trou noir supermassif. D’ailleurs, ils pensent que la plupart des galaxies contiennent un tel ‘’ objet compact ‘’ en leur centre. ( ce qui justifie amplement les théories de JPP).
Ce ‘’trou noir’’, est une source intense d'ondes radio, située dans la constellation du Sagittaire et localisée au centre de notre Galaxie.
Mais la encore on reste dans la supposition la plus totale en parlant de trou noir, car comme les comètes qui viennent expliquer tout ce que l’on n’arrive pas à comprendre sur notre Terre, ou dans le système solaire, parreillement les trous noir viennent au secours des scientifiques, dès qu’ils buttent sur une constatation totalement inconnue pour l’univers.
En 2002, une équipe internationale conduite par Rainer Schödel de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre a observé le mouvement de l'étoile S2 proche de Sagittarius A sur une durée de 10 ans.
Il aurait ainsi obtenu la preuve que Sagittarius A est un objet extrêmement massif et compact.
Par déduction, la masse de Sagittarius A est estimée environ à ( + -) 4 million de masses solaires, confinées dans un rayon de moins de 120 unités astronomiques.
En 2005, l'équipe de Shen Zhi-Qiang, après observation de Sagittarius A par interférométrie, a montré que la radiosource compacte est contenue dans une sphère d'1 ua de rayon (soit la distance entre la Terre et le Soleil).
Une radio source est un objet céleste qui émet des ondes radioélectriques, la ou c’est interessant, c’est que cet ‘’ objet ‘’ (Sagittarius A) transmet des signaux par le biais d'ondes électromagnétiques.
On peut supposer sans problème que dans l’univers jumeau, il existe également une autre radio source, qui transmet et intercepte des signaux électromagnétiques, et ainsi les deux galaxies se maintiennent en parfaite harmonie par le biais de cette radio source, qui agirait un peu comme une sorte de ''pile cosmique'' !
Notons également ce point important :
Kepler expliquait les mouvements des planètes non pas par la gravité mais par le magnétisme, et cela est le cas des étoiles sans nul doute.
Il ne faut pas oublier également que si univers jumeau il y a, la matière provenant de cet univers, serait pour nous de l’antimatière et vice et versa.
Or cette antimatière existe bel et bien, et pour être tout à fait succint sur cette antimatière nous allons en regarder les explications les plus simples :
L'antimatière est l'ensemble des particules antimatérielles. Sa caractéristique principale est sa capacité d'annihilation avec la matière, opposée. Annihilation dégageant sous forme de photons l'énergie contenue dans les particules concernées avec la célèbre formule E=mc².
La matière et l'antimatière jouant des rôles symétriques dans l'Univers, que l'une soit appelée matière et l'autre antimatière n'est qu'une question d'anthropomorphisme : nous appelons "matière" les particules qui nous constituent et "antimatière" les particules opposées.
Il existe pour chaque particule une antiparticule correspondante : proton/antiproton ; électron/antiélectron (appelé aussi positron) ; neutron/antineutron etc...
Une autre caractéristique remarquable des antiparticules est d'avoir une charge électrique opposées à leur particule matérielle correspondante. (négative pour l'antiproton, positive pour l'antiélectron)
On suppose que lors des premiers instants de l'Univers, à l'époque du Big Bang, la matière et l'antimatière étaient présentes en quantités égales, s'annihilant et se reformant ainsi en permanence à partir du rayonnement.
Or l'Univers que nous pouvons observer est formé presque exclusivement de matière. Les antiparticules ne sont présentes que de manière infinitésimale. Des quantités tout aussi infinitésimales d'antimatière ont été créées dans des laboratoires. Cette absence de l'antimatière dans les observations de l'Univers a donné naissance à de nombreuses théories cherchant à expliquer cet état de fait.
Cette annihilation dégage une quantité phénoménale d'énergie comparée à celles issues d'autres types de réactifs (chimiques, nucléaires ...) de masse de réactifs identiques.
En effet, si une particule de matière entre en contact avec la particule d'antimatière correspondante, les deux particules sont annihilées, ou si l'on préfère "converties" en énergie, suivant la formule E=mc².
De même, il est possible de former une antiparticule en même temps que la particule équivalente en fournissant la même quantité d'énergie.
Il s'agit de la seule réaction qui transforme l'intégralité de la masse en énergie.
Par comparaison, une réaction nucléaire ne dégage qu'une très petite partie de l'énergie contenue dans les masses de combustibles nucléaires utilisées (~1 millième), cette dernière dégageant pourtant bien plus d'énergie encore qu'une combustion (~1/10e de milliardième).
L'antimatière pourrait en théorie être employée comme moyen de stockage d'énergie, mais pour l'instant l'énergie à employer pour créer un antiproton est égale à 108 fois l'énergie récupérée.
Mais en aucun cas pour le moment, on ne pourrait s'en servir comme source d'énergie, car il n'y a pas de gisements d'antimatière, contrairement au pétrole et à l'uranium, pas plus qu'elle n'est disponible comme une énergie renouvelable.
Si l'on "produisait" de l'antimatière directement à partir de la matière, cela ne violerait pas la « loi » de conservation de l'énergie, contrairement à ce que l'on pourrait penser au premier abord. Cela permettrait d'avoir accès à toute l'énergie « potentielle » comprise dans la masse.
Cela ne violerait pas non plus la conservation de la charge : en effet, bien que cette « loi » ne doive pas seulement être respectée par l'ensemble des particules, mais par chacune des particules ; un traitement spécial pourrait "permuter" les charges des particules vers les antiparticules correspondantes dans l'ensemble de la masse.
Autrement dit un neutron pourrait se transformer en antineutron. Et de même pour les charges portées respectivement par les électrons et les protons ; qui deviendraient des positrons et des antiprotons.
Une hypothèse avancée par les scientifiques est l’existence d’une asymétrie entre la matière et l’antimatière. Cette asymétrie serait à l’origine de l’absence d’antimatière dans l’Univers.
En effet, supposons que la matière et l’antimatière soient parfaitement symétriques, étant en quantités égales après le Big-bang, toute la matière et l’antimatière se seraient annihilées. Or notre existence montre qu’il existe encore de la matière, il n’y a donc pas de symétrie complète.
Cette asymétrie est révélée par une légère différence entre les interactions d’une particule de matière et d’une antiparticule. Cette dissymétrie est expliquée et découverte en 1967 par Andreï Sakharov.
Andreï Sakharov a déterminé trois conditions suffisantes pour expliquer le passage d'un univers constitué à égalité de matière et d'antimatière à un univers constitué exclusivement de matière :
1 ) qu'il y ait des différences entre les lois régissant l'évolution de la matière et celles de l'antimatière.
2 ) qu'il existe un processus violant la conservation du nombre baryonique.
3 ) qu'il y ait rupture de l'équilibre thermique.
La première condition est remplie par la violation de la symétrie CP.
Nous ne voyons en effet qu'une toute petite partie de l'Univers parce que les plus grands télescopes possèdent une limite et que l'antimatière peut très bien se trouver au-delà de notre champ de vision.
De surcroît, plus on regarde loin, plus on voit dans le passé.
Or, l'Univers a environ 13,7 milliards d'années. Par conséquent il ne nous est possible de voir que les objets dont la lumière aura voyagé pendant moins de 13,7 milliards d'années (ce qui situe la limite de l'univers observable à une distance spatiale, non pas de 13,7 milliards d'années-lumière, mais de 43 milliards d'années-lumière, à cause de l'expansion de l'univers).
L'antimatière peut se trouver au-delà de cet « horizon » visible.
Par ailleurs, on observe actuellement aux frontières de l'univers observable des éléments de la taille d'une galaxie, mais illuminant l'espace avec l'intensité de milliards de galaxies.
Selon certaines hypothèses, ces objets célestes pourraient être des régions où matière et antimatière se rencontreraient et se concentreraient, sous l'attraction gravitationnelle, en une sorte de galaxie mixte où les rencontres entre matière et antimatière seraient très nombreuses, d'où leur incroyable luminosité.
Un anti-univers …
L'antimatière pourrait aussi avoir été projetée, lors de la création de l'Univers, dans un univers « parallèle », composé alors uniquement d'antimatière. Cet univers parallèle serait alors appelé « anti-univers ». Ou les fameux Univers Jumeaux de JPP !
Pour en revenir brièvement sur cette ‘’super pile’’ Sagittarius A , que les scientifiques dénomment un trou noir.
Si c’était un trou noir, toute la masse de notre galaxie serait attirée puis absorbée en son centre par ce gigantesque trou noir !!
Et il n’en est rien, et l’univers entier est en expansion, de plus notre galaxie par exemple, mais comme toutes les autres également est attirées par les plus grosses concentrations de masse dans notre voisinage de l'Univers.
La très grosse concentration de masse vers laquelle notre Galaxie est attirée a été appelée le "Grand Attracteur". Malheureusement on ne sait pas encore ce que c'est ni où c'est exactement. La recherche continue...
En espérant que par dépit ils ne vont pas encore nous sortir la théorie d’un super giga méga trou noir quiserait proche de toutes les galaxies pour justifier et pour palier à leur méconnaissance…
Mais continuons, non seulement notre galaxie n’est pas attirée en son centre, mais elle n’est pas non plus en extansion, et pourquoi ?
A cause de la galaxie gémellaire qui la freine et la maintient parfaitement ou elle est, d’ou la forme spirale due aux forces d’attractions/ répulsions et qui la tourner tout simplement.
Selon la théorie de la relativité générale les galaxies sont au ‘’ repos ‘’ alors que l'Univers entier est en expansion.
Expansion de l'Univers, mais pas des objets astrophysiques…
Contrairement à une idée parfois exprimée, l'expansion de l'Univers ne signifie pas que les objets astrophysiques voient leur taille varier : ce n'est que leur distance mutuelle qui varie au cours du temps, et ce uniquement pour des objets suffisamment éloignés.
Une façon intuitive de visualiser cela est de reprendre l'analogie de la toile élastique que l'on étire dans toutes les directions. Si l'on dessine des motifs sur la toile, alors ceux-ci grossissent en même temps qu'ils semblent s'éloigner les uns des autres lorsque l'on étire la toile.
Par contre, si au lieu de dessiner des motifs on colle sur la toile un objet rigide (une pièce de monnaie par exemple), alors, en étirant la toile, on va encore éloigner les objets les uns des autres, mais cette fois ils vont garder une taille constante. C'est un processus de ce type qui est à l'œuvre avec l'expansion de l'Univers.
Voir pour plus de détail dans les sources, ici :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Expansion_de_l'univers
http://fr.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_A*
http://www.quatuor.org/Illusion.htm
http://www.lacosmo.com/Nature74.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire
Alors c'est à vous de jugez…
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