La Matière Noire

Introduction
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Nous ne connaissons guère l'univers, au delà du système solaire, que par la Composant du spectre ondulatoire électromagnétiquelumière que nous en recevons: les sondes quittent rarement le système solaire et les rayons cosmiques n'apportent qu'une information limitée (bien que précieuse). La Composant du spectre ondulatoire électromagnétiquelumière (au sens large, des ondes radio aux rayons gamma) est donc notre source essentielle d'informations.

Toutefois, les astronomes s'accordent désormais à penser qu'entre 90% et 99% de la Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière dans l'univers n'émet pas de lumière. L'existence de cette matière, dite Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière sombre ou Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière noire, est inférée à partir des perturbations gravitationnelles qu'elle apporte à la Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière lumineuse.

Faut-il se montrer surpris qu'il y ait beaucoup de matière non-lumineuse dans l'univers? Les planètes ou les astéroïdes ne sont pas lumineux par eux-mêmes, et ils ne font que réfléchir la lumière du Soleil. Rien a priori n'interdit que l'univers soit rempli de tels objets sombres, bien plus nombreux que les étoiles brillantes. Après tout, par définition, la Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière sombre est invisible !
Cependant, l'expérience du système solaire nous montre que l'essentiel de la masse se trouve dans le Soleil, sinon le mouvement des planètes serait très différent. Les astronomes pensaient naturellement que, partout dans l'univers, la Composant du spectre ondulatoire électromagnétiquelumière trace la masse, selon l'expression consacrée.

L'étude de la Composant du spectre ondulatoire électromagnétiquelumière reçue des étoiles indique bien qu'il existe de la matière diffuse dans l'espace interstellaire: de la poussière qui absorbe une partie de la Composant du spectre ondulatoire électromagnétiquelumière visible et la réémet dans l'infra-rouge, de l'hydrogène neutre qui rayonne en ondes radio ou de l'hydrogène ionisé qui émet dans l'ultraviolet et les rayons X. Mais cette matière, au demeurant lumineuse (au sens large), n'est pas beaucoup plus abondante que celle qui est concentrée dans les étoiles et surtout sa répartition n'est pas très différente de celles-ci.


Représentation de la distribution de matière noire (en bleu) dans un amas de galaxies (les points).


Dans les Galaxies
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Si la Composant du spectre ondulatoire électromagnétiquelumière était un bon indicateur de la masse, l'essentiel de celle-ci se trouverait donc près du centre et la vitesse de rotation augmenterait d'abord puis décroîtrait rapidement avec la distance au centre de la galaxie selon les lois de Kepler. Les observations sont très différentes : la vitesse de rotation V(r) augmente bien près du centre, mais ne décroît pas, aussi loin qu'on a pu la mesurer, ce qui indique la présence d'une quantité importante de Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière dans des régions de très faible luminosité.

La vitesse de rotation reste voisine de 120 km/s sur une très longue distance, alors même qu'il n'y a pratiquement plus d'étoiles au delà de quelques kiloparsecs (kpc). La courbe marquée "disk" indique la vitesse que l'on devrait mesurer si la La masse d'un corps décrit son comportement vis-à-vis de la modification du mouvement et de la force d'attraction. La masse est indépendante du poids d'un corps (qui est une force et est normalement indiquée en Newton), son unité est le gramme ou le kilogramme. La masse inerte est la mesure de la résistance qu'un corps oppose à une modification du mouvement. La masse grave (ou pesante) est la mesure de la force d'un corps, par exemple sous la forme du poids d'un corps sur la Terre ou sous la forme de force de gravitation entre les planètesmasse était due aux seules étoiles observées, et montre la décroissance "képlérienne".

Une contribution supplémentaire à la La masse d'un corps décrit son comportement vis-à-vis de la modification du mouvement et de la force d'attraction. La masse est indépendante du poids d'un corps (qui est une force et est normalement indiquée en Newton), son unité est le gramme ou le kilogramme. La masse inerte est la mesure de la résistance qu'un corps oppose à une modification du mouvement. La masse grave (ou pesante) est la mesure de la force d'un corps, par exemple sous la forme du poids d'un corps sur la Terre ou sous la forme de force de gravitation entre les planètesmasse vient des nuages diffus de gaz (essentiellement de l'hydrogène et de l'hélium) qui s'étendent plus loin que les étoiles (courbe marquée "gas"). Ces nuages sont également en rotation et on mesure leur vitesse (l'hydrogène atomique est détecté en radio-astronomie à 21 cm de longueur d'onde). Mais la La masse d'un corps décrit son comportement vis-à-vis de la modification du mouvement et de la force d'attraction. La masse est indépendante du poids d'un corps (qui est une force et est normalement indiquée en Newton), son unité est le gramme ou le kilogramme. La masse inerte est la mesure de la résistance qu'un corps oppose à une modification du mouvement. La masse grave (ou pesante) est la mesure de la force d'un corps, par exemple sous la forme du poids d'un corps sur la Terre ou sous la forme de force de gravitation entre les planètesmasse de gaz est insuffisante pour rendre compte des vitesses de rotation observées.
En Cosmologie
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Il existe également un certain nombre de raisons théoriques de s'attendre (a posteriori) à la présence de grandes quantités de Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière noire dans l'univers.

D'une part, la théorie de la nucléosynthèse primordiale conduit à une quantité de Substance composée de particules atomiques (atomes et molécules) de l'Universmatière baryonique supérieure à celle qui est observée sous forme d'étoiles et de gaz : on s'attend donc à la présence de baryons noirs.

D'autre part, la matière noire semble requise pour réconcilier les observations avec la théorie canonique selon laquelle les grandes structures, galaxies et amas, se forment à partir de petites fluctuations primordiales de En astronomie : mesure de la masse à l'intérieur d'un espace défini. Unité de mesure : g/cm3densité qui croissent ensuite par instabilité gravitationnelle.

Source : Etoile Polaire
Dernière modification le 5 Avril 2010
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