Un papier à base d'invariance du vide, sur la matière et l'énergie noire

[camus1440]

Pour ma part, j'ai toujours trouvé cette histoire de matière noire et énergie sombre complètement absurde.

Que l'on constate que la partie extérieure d'une galaxie tourne beaucoup plus vite que ce que le prédisaient les équations de Newton sur la gravitation - tout comme l'a constaté Vera Rubin le siècle dernier -, que l'on constate le même phénomène sur la majorité des grosses galaxies et qu'on en déduise qu'il doit exister une matière que l'on ne peut voir et qui change la masse d'un amas galactique, justifiant ainsi les observations... bon, à la limite... Mais vraiment limite... Par contre que des astrophysiciens s'affairent des décennies durant à traquer de partout cette matière noire, faisant le bonheur des gros titres de Science & Vie, je trouve qu'ils auraient dû chercher ailleurs depuis longtemps. Alors certes il y en a toujours pour le faire, mais je trouve qu'on a trop dépensé d'énergie (noire ? 😂 ) dedans au lieu de revoir par exemple notre idée et nos theories de la gravitation. Alors je sais, c'est facile à dire et on tâte dans le noir, mais c'est pourtant tellement plus plausible !

Modifié 1 décembre 2017 par camus1440

[bang*gib]

Bonjour.

 

Son domaine de spécialité est l'évolution stellaire : https://obswww.unige.ch/Recherche/evol/Prof-Andre-Maeder )

 

Ah j'avais raison son sourire en dit long.

 

Merci julon2000 pour le lien.

 

Finalement on se rend compte qu'il n'est pas le premier lambda venu, du coup ça laisse moins d'espoir aux autres.

[Raoulklimber]

Salut camus1440,

 

la seule manière d'avoir une chance raisonnable de résoudre le problème est de chercher dans TOUTES les directions à la fois, et c'est bien ce que l'on fait :

- détection de matière noire directe et indirecte

- observation de plus en plus fine et précise du phénomène qui pose souci (rotation des galaxies + mouvement des galaxies au sein des amas)

- recherche théorique de matière noire (supersymétrie, etc)

- exploration d'autres pistes existantes (gravité modifiée, unification matière noire et énergie noire, etc...)

- recherche de nouvelles pistes à inventer

[bongibong]

Pour ma part, j'ai toujours trouvé cette histoire de matière noire et énergie sombre complètement absurde.

Que l'on constate que la partie extérieure d'une galaxie tourne beaucoup plus vite que ce que le prédisaient les équations de Newton sur la gravitation - tout comme l'a constaté Vera Rubin le siècle dernier -, que l'on constate le même phénomène sur la majorité des grosses galaxies et qu'on en déduise qu'il doit exister une matière que l'on ne peut voir et qui change la masse d'un amas galactique, justifiant ainsi les observations... bon, à la limite... Mais vraiment limite... Par contre que des astrophysiciens s'affairent des décennies durant à traquer de partout cette matière noire, faisant le bonheur des gros titres de Science & Vie, je trouve qu'ils auraient dû chercher ailleurs depuis longtemps. Alors certes il y en a toujours pour le faire, mais je trouve qu'on a trop dépensé d'énergie (noire ? 😂 ) dedans au lieu de revoir par exemple notre idée et nos theories de la gravitation. Alors je sais, c'est facile à dire et on tâte dans le noir, mais c'est pourtant tellement plus plausible !

J'ai envie de te répondre par des exemples d'histoire des sciences.

 

Les astronomes ont relevé une anomalie dans l'orbite d'Uranus... bon les lois de Newton marchaient bien à l'intérieur du système solaire... mais si loin... si ça se trouve... les lois ne marchent pas. Alors au lieu de penser qu'il y a une planète qui perturbe Uranus, ils ont qu'à chercher une autre théorie... qui collerait avec le système solaire interne et avec les mouvement d'Uranus...

 

Et paf Le Verrier s'est dit que peut-être que les lois de Newton sont correctes et qu'une planète plus loin perturbent Uranus ? Et ben voilà, si la planète fait telle taille et est à telle distance du soleil, elle devrait se trouver là. Et on a trouvé Neptune.

 

Bon... et Mercure dans tout ça ? Bah oui, elle a son périhélie qui avance d'environ 500'' d'arc par siècle... En retirant la contribution des autres planètes, il reste 43'' inexpliquées. Soit c'est à cause du planète plus près encore du soleil qu'on n'a pas trouvé, ou bien c'est que les lois de Newton ne marchent pas... pour des corps trop près du soleil...

On a cherché Vulcain, on n'a jamais trouvé.

 

Einstein a publié la relativité restreinte en 1905, et a montré que les lois de Newton n'étaient pas invariantes relativistes. Il a élaboré la RG et a montré que l'effet était important pour Mercure, parce que Mercure était la planète la plus rapide du système solaire, mais que l'effet était là aussi pour les autres planètes, mais dans une très moindre mesure.

 

Ce sont deux exemples qui montrent que les observations ne concordent pas avec la théorie, alors soit on remet en cause la théorie, soit la théorie est juste et il y a un élément perturbateur que l'on n'avait jamais observé avant...

 

Encore un exemple... lors de la désintégration beta d'un noyau, et bien l'électron éjecté a un spectre d'énergie continu, et non pas discret comme lors de la désintégration alpha.

 

Bon... après tout, peut-être l'énergie n'est pas conservée en mécanique quantique, mais juste en moyenne ? (Théorie de Bohr).

Soit... une autre particule est émise en même temps, emportant la différence d'énergie... une particule quasi indétectable (le neutrino de Pauli, en fait il l'a appelée neutron, mais c'est Chadwick qui détecte le neutron en 1933, et Fermi qui l'appelle le petit neutre).

 

Bon... si on ne s'était pas acharné pendant 30 ou 40 ans, on n'aurait jamais détecté de neutrino.

 

Ce que je veux dire pour la matière noire, est que tu ne sais pas dans quel cas tu es, le cas ne Neptune ? ou le cas de Mercure ?

 

Il est important que les chercheurs puissent travailler dans toutes les directions possibles... et personne ne connaît la réponse aujourd'hui... il n'y a pas d'argument scientifique pour privilégier une voie plutôt que l'autre (même si le paradigme actuel est plutôt favorable à la matière noire froide).

 

Ce que tu fais, c'est supposer non scientifiquement la bonne voie... un peu comme quand Galilée a bataillé pour dire que c'est le modèle héliocentrique qui est le bon, alors que les autres rient en disant que c'est pas possible, ça impliquerait qu'on bouge à 400 m/s à l'équateur, et comme il y a pas de vent... etc... c'est pas possible que la terre soit en mouvement.

Ridicule avec 500 ans de recul non ?

[bang*gib]

Je n'aurai pas mieux expliqué que vous deux.

 

Merci pour vos explications

[bongibong]

Pour en revenir à Lambda CDM avec des éléments un peu plus techniques… il faudrait que je me penche sur le papier, mais je ne pense pas avoir le niveau pour comprendre tout en détail (ni forcément le temps non plus pour lire le papier, il faut travailler dans le domaine plus qu’à plein temps pour pouvoir tout lire et tout étudier).

 

L’intérêt de ce modèle (Lambda CDM) est que les hypothèses de base sont simples (Raoulklimber en a déjà parlé en long et en large homogénéité à grande échelle, isotropie à grande échelle).

Il se trouve que ce modèle comporte seulement 6 paramètres qui permettent de reproduire le spectre de puissance du CMB mesuré par Planck.

 

Peut-être cette vidéo a déjà été postée, avec François Bouchet :

"Ri9m-Ql1j9A" via YouTube
ERROR: Si vous lisez ce texte, YouTube est hors-ligne ou vous n'avez pas installe Flash

 

 

En effet, on est en train d’empiler une hypothèse supplémentaire : un modèle d’inflation. La vidéo explique que grâce à Planck, ça a permis d’en éliminer pas mal, mais que les modèles d’inflation les plus simples restent en course. La vidéo en parle c’est le paramètre ns indice spectrale des perturbations primordiales scalaires où à cause de l’inflation, et bien… les inhomogénéité ne sont pas tout à fait invariantes d’échelle (valeur inférieure à 1).

 

Au moins… ces modèles permettent d’être vérifiés expérimentalement.

 

Bon après… Raoul en a parlé, il y a plein d’expériences telles que DAMA, Xenon 3T, Edelweiss, AMS 02 etc… toutes les expériences sont en train d’augmenter en précision pour sortir des courbes comme ça (sur la détection directe) :

 

L’idée est de resserrer le profil des particules (WIMP) en masse et en section efficace d’interaction.

Apparemment la plupart sont d’accord, il n’y a pas d’événements observés (sauf pour DAMA qui aurait observé une variation saisonnière, vu que la terre ne bouge pas de la même façon, le flux de particules de matière noire change au cours de l’année). Mais des expériences plus sensibles ne corroborent pas…

 

Ou en matière d’observation indirecte, on observe des excès d’événements (positron ou autre), apparemment AMS en aurait observé (sans atteindre les 5 sigmas) ainsi qu’un des satellites qui observent en gamma (Fermi ?).

 

De même…. Avec les observations d’Hubble, on mesure une constante de Planck de quelque chose comme 72 km/s / Mpc, mais la collaboration Planck annonce une valeur de 69 km/s / Mpc avec des plages d’incertitudes qui s’excluent.

 

C’est ça qui est passionnant… mesurer le même objet de manière différente, et ne pas trouver la même chose, ça montre qu’on n’a pas compris quelque chose…

 

Je pense que le grand problème de la recherche actuelle, c’est l’hégémonie d’un modèle plus que dominant, qui empêche des jeunes chercheurs d’explorer plus librement des voies alternatives. Ce que dit Lee Smolin dans son livre est assez vrai, du moins dans le domaine de la gravitation quantique, et dans la cosmologie. Bon… le livre a été écrit en 2006, et je crois que les choses changent un peu (déjà il y a plus de place pour la LQG, et les gens commencent à douter de SUSY).

 

Pour en revenir à Lambda… l’énergie sombre, c’est un terme rajouté par Einstein, mais la plupart des livres disent que c’est rajouté un peu arbitrairement, mais… c’est logique en fait… Einstein cherchait une équation des champs qui relie la distribution de matière à la courbure. Il avait déjà trouvé le terme source : le tenseur énergie-impulsion qui a une dérivée covariante nulle (parce que localement l’énergie-impulsion se conserve). Il fallait trouver un tenseur de l’autre côté avec le tenseur métrique qui a une dérivée covariante nulle. Le tenseur d’Einstein répond à ce critère (il y en a peut-être d’autres…) mais également toute constante multipliée par le tenseur métrique (qui par définition a une dérivée covariante nulle).

 

En fait la constante cosmologique est naturelle dans les équations d’Einstein, c’est une sorte de constante d’intégration.

Le problème épineux est son interprétation avec la MQ. Ca montre surtout qu’on a vraiment rien compris à la densité d’énergie du vide… Et que probablement il y a encore des particules que l’on ne connaît qui ont une énergie négative, et qui complottent pour… annuler les 10^120 quasi exactement, mais pas tout à fait. (bon ce que je dis, ça milite très fortement pour une supersymétrie, mais… c’est une épicycle pour sauver ce que l’on sait aujourd’hui).

Après… on se plante peut-être complètement, et les indices sont peut-être déjà connues… peut-être que l’univers n’est pas aussi homogène que ça à l’échelle de 90 Gal…

 

En 2018 on lance Euclid pour observer des choses sur l'énergie sombre, si ça varie ou pas etc...

https://fr.wikipedia.org/wiki/Euclid_(t%C3%A9lescope_spatial)

ah ben non c'est plutôt 2020 maintenant

[Raoulklimber]

C'est rigolo que tu sorte précisément une vidéo de François Bouchet et le spectre du CMB de Planck : j'ai travaillé avec François Bouchet qui était responsable des programmes d'analyse de donnée de Planck, dont j'écrivais un petit morceau, et obtenir ce spectre était précisément notre but. ;-)

 

Le spectre de puissance du CMB, c'est souvent là que les théories alternatives à lambda-CDM coincent. Certaines arrivent à expliquer une expansion accélérée, ou une rotation des galaxies à la bonne vitesse, mais pour reproduire un spectre de puissance ayant exactement la forme mesurée c'est coton...

[Rigelorion]

je n ai pas tout compris a sa théorie quelle est le rapport entre le vide et que les étoiles ne s échappent pas des galaxies????

[camus1440]

@Bongibong :

 

Tu as bien exemplé ce que jai dit plus haut et effectivement les cas de Mercure et Neptune décrivent bien les différentes voies de recherche possible (par contre je ne connais pas assez l'histoire du neutrino de Chadwik pour mieux l'appréhender) et tu as hélas raison sur le fait que j'extrapole non-scientifiquement. Et sur ce point c'est simplement car malgré le fait que j'essaye d'en apprendre le plus possible depuis des années, je n'ai toujours pas les moyens (capacités mathématiques et connaissances du sujet en "profondeur") de le faire de manière scientifique. C'est bien la raison pour laquelle je ne m'exprimais jamais trop sur le sujet, mais maintenant que je vois de plus en plus de professionnels remettre ces théories en question... J'ai toujours trouvé dur à accepter que cette même anomalie puisse affecter des milliards de galaxies sans qu'on puisse la détecter. Ni même dans la nôtre. Quand je lisais il y a plusieurs années les espoirs fondés sur les particules théoriques comme les wimps et autres noms exotiques qui me dépassent... tout ce boulot qui peut s'écrouler d'un jour à l'autre c'est dommage. Mais oui il y sûrement de bonnes explications scientifiques - que j'ignore- à ce choix.

 

Quant à Neptune. L'explication d'un corps externe perturbateur à une époque où les cartographies du SS sont pauvres... L'épopée de le Verrier paraît justifiée. Pour Mercure, lors de l'année du fameux transit, tout le monde cherchait la petite bête du côté des équations de Newton quand Einstein venait déjà de la renverser. Ou du moins de la modifier en profondeur.

Je suis actuellement sur "La structure des révolutions scientifiques" de Khun. Je trouve très complexe à lire mais ça parle justement de tout ça : L'histoire des sciences, le boulersement des paradigmes, avant, pendant et après. Aussi complexe qu'intéressant.

Modifié 1 décembre 2017 par camus1440

[Rigelorion]

arxiv en parle ici : https://arxiv.org/pdf/1710.11425.pdf

[bongibong]

C'est rigolo que tu sorte précisément une vidéo de François Bouchet et le spectre du CMB de Planck : j'ai travaillé avec François Bouchet qui était responsable des programmes d'analyse de donnée de Planck, dont j'écrivais un petit morceau, et obtenir ce spectre était précisément notre but. ;-) [/Quote]Alors… je t’avoue que j’ai pris une des vidéos les plus récentes sur Planck, sans connaître François Bouchet.

Mais en tout cas il a l’air sympathique.

Le spectre de puissance du CMB, c'est souvent là que les théories alternatives à lambda-CDM coincent. Certaines arrivent à expliquer une expansion accélérée, ou une rotation des galaxies à la bonne vitesse, mais pour reproduire un spectre de puissance ayant exactement la forme mesurée c'est coton...

Je pense que c’est aussi lié au paradigme dominant. En terme de personnes, Lambda CDM a beaucoup plus de gens pour travailler sur le sujet et affiner des modèles etc… que d’autres (je pense à MOND par exemple qui est complètement à la marge, même s’ils ont une version relativiste), mais de là à construire un modèle complet de cosmologie…

 

(par contre je ne connais pas assez l'histoire du neutrino de Chadwik pour mieux l'appréhender)[/Quote]J’aime bien comparer la matière noire au neutrino, parce que le neutrino a été postulé parce qu’il semblait manquer systématiquement quelque chose dans les réactions de désintégration beta. Cette particule a été postulée pour équilibrer les réactions, et a été supposée quasi indétectable. (et pour l’histoire, Pauli l’avait baptisé neutron, mais Chadwick a découvert une particule neutre de même masse que le proton et l’a appelé neutron, c’est Enrico Fermi qui baptisera la particule de Pauli le petit neutre, le neutrino).

(capacités mathématiques et connaissances du sujet en "profondeur") de le faire de manière scientifique[/Quote]Je pense qu’il n’y a pas forcément besoin de maîtriser les mathématiques pour pouvoir avoir une démarche scientifique. Ce qui compte c’est réfléchir sur les faits, et éliminer des choix motivées par une opinion non fondée scientifiquement.

Mais oui il y sûrement de bonnes explications scientifiques - que j'ignore- à ce choix.[/Quote]Ce choix n’est pas forcément rationnel. Avant que le modèle actuel du Big Bang ne s’impose, avant 1963, il n’était pas très populaire.

En fait il est né en 1922 avec Friedman, et puis est né une seconde fois avec Lemaître en 1927, mais a souffert d’une certaine impopularité jusqu’à ce que l’on découvre le rayonnement fossile cosmologique.

Ce modèle permet aujourd’hui avec seulement 6 paramètres d’expliquer la forme du CMB, même s’il reste pas mal de zones d’ombre. C’est le paradigme dominant actuellement.

 

Je suis actuellement sur "La structure des révolutions scientifiques" de Khun. Je trouve très complexe à lire mais ça parle justement de tout ça : L'histoire des sciences, le boulersement des paradigmes, avant, pendant et après. Aussi complexe qu'intéressant.

Ce lire est très bien (et c’est Kuhn), et montre que la marche normale des sciences se fait au sein d’un paradigme. Des anomalies s’accumulent, surmontées de plusieurs façons, avant qu’un autre paradigme ne prenne la place parce que plus belle, parce que plus simple, parce que décrivant plus de phénomènes etc…