Composition de l'Univers

[rmor51]

L'univers est composé de:

- 4% de matiére baryonique

- 25% de matiére noire

- Et le reste d'énergie noire.

 

Cette question me turlupine, comment a été déterminée la composition du cocktail SVP?

[Smith]

Il me semble que la composition a été calculée par plusieurs moyen différents, en particulier concernant la matière noire.

 

Il y a notamment la fameuse image du CMB : Cosmic Microwave Background, ou fond diffus cosmologique. Je crois que les cosmologiques peuvent sortir tout un tas d'info a partir des anisotropies du CMB. C'est très vite technique, je suis bien incapable d'expliquer cela plus en detail.

[bongibong]

Le sujet est très complexe, parce que faisant intervenir plusieurs domaines de l’astronomie.

 

Tout d’abord il y a la mesure du taux d’expansion de l’univers et l’évaluation de la matière lumineuse, qui donnait un résultat proche de 0.5% de la densité critique.

Avec l’avènement des observatoires spatiales, notamment dans les rayons X, radio etc… on a pu voir que la matière était loin d’être sous forme d’étoiles lumineuses, mais plutôt sous forme de nuage d’hydrogène, atomique ou moléculaire. (10x la quantité évoquée).

On a également observé l’abondance des éléments légers (H, He et Li), leur abondance relative est très sensible à la quantité de baryons initiale, qui converge vers 5% de la densité critique. C’est ce que l’on appelle la nucléosynthèse primordiale. Il reste encore une petite anomalie pour le Lithium.

 

Ensuite il y a l’observation de la dynamique galactique (vitesse de rotation des étoiles dans les galaxies, vitesse des galaxies dans les amas), les effets de lentille gravitationnelle. Ce genre d’observation montrait qu’il y avait environ 50x plus de matière source de l’effet gravitationnelle que de matière visible (à rapprocher du chiffre précédent, mais à nuancer… cela voudrait dire qu’il y a 10 fois plus de matière non baryonique à l’origine de l’anomalie de la courbe de rotation des galaxies, voir par exemple les travaux de Fritz Zwicky et Vera Rubin).

 

Il y a aussi la formation des structures, on voit qu’en fait la matière forme d’abord des petites structures, puis se rassemblent en structures plus grandes et qu’à très très grande échelle, l’univers devient plutôt homogène. Cela dénote un scénario bottom up, plutôt compatible avec de la matière noire dite froide, et pas avec la matière noire chaude (où les grandes structures se forment en premier puis se fragmentent en petites structures).

 

Il y a ensuite l’observation des supernovae Ia qui sont l’explosion d’une naine blanche ayant atteint la limite de Chandrasekhar, en comparant leur redshift et leur magnitude relative, on sait relier leur distance à leur redshift et obtenir une évolution du taux d’expansion. Contrairement à ce que l’on pensait, l’expansion s’est décélérée jusqu’à environ 7 milliards d’années et puis s’est accélérée. Cela ne peut s’expliquer dans le cadre théorique actuelle que par l’existence d’une constante cosmologique qui a un effet répulsif d’un point de vue gravitationnelle et qui ne se dilue pas avec l’expansion. Voir par exemple les travaux de Perlmutter et Riess.

 

En plus de tout ça, il y a l’étude du CMB, qui est le rayonnement fossile cosmologique, c’est au moment de la recombinaison, quand l’univers est devenu suffisamment froid pour que l’atome d’hydrogène puisse capturer son électron et devenir enfin transparent. Cette époque date de 380 000 ans avant l’hypothétique instant 0. Cette lumière, qui a un redshift de 1100 est maintenant dans les micro ondes (autour du millimétrique). Ce rayonnement porte la marque de l’état de l’univers à cette époque (homogénéité + fluctuations de 1 pour 100 000). On pense que les galaxies etc… ont été formées à partir de ces grumeaux. Sauf que… la taille de ces grumeaux est trop petites pour que des galaxies se forment avant le premier milliard d’années (alors que c’est ce qui est observé). On pense que pour aider les galaxies à se former, il faut rajouter… de la matière noire froide… et ce… dans les proportions expliquant la dynamique galactique.

Autre point, extraire le spectre de puissance du CMB donne tout un tas d’information. En effet, on peut y faire correspondre le modèle de concordance (Lambda CDM avec 6 paramètres), on ajuste les 6 paramètres pour reproduire au mieux ce spectre, et ça nous donne ces proportions-là : 5% de matière baryonique, 25% de matière noire, 70% d’énergie sombre. Ces valeurs ont une influence sur la position, et la hauteur des 3 pics (au moins).

[Alain_G]

Aurélien Barrau l'explique dans son cours de cosmologie portant sur les limites du modèle standard :

 

[rmor51]

Merci. Je vais tacher de digérer ces infos.

Modifié 23 février 2019 par rmor51

[Thierry-andre Martin]

On 2/22/2019 at 11:44 AM, bongibong said:

Le sujet est très complexe, parce que faisant intervenir plusieurs domaines de l’astronomie.

 

Tout d’abord il y a la mesure du taux d’expansion de l’univers et l’évaluation de la matière lumineuse, qui donnait un résultat proche de 0.5% de la densité critique.

Avec l’avènement des observatoires spatiales, notamment dans les rayons X, radio etc… on a pu voir que la matière était loin d’être sous forme d’étoiles lumineuses, mais plutôt sous forme de nuage d’hydrogène, atomique ou moléculaire. (10x la quantité évoquée).

On a également observé l’abondance des éléments légers (H, He et Li), leur abondance relative est très sensible à la quantité de baryons initiale, qui converge vers 5% de la densité critique. C’est ce que l’on appelle la nucléosynthèse primordiale. Il reste encore une petite anomalie pour le Lithium.

 

Ensuite il y a l’observation de la dynamique galactique (vitesse de rotation des étoiles dans les galaxies, vitesse des galaxies dans les amas), les effets de lentille gravitationnelle. Ce genre d’observation montrait qu’il y avait environ 50x plus de matière source de l’effet gravitationnelle que de matière visible (à rapprocher du chiffre précédent, mais à nuancer… cela voudrait dire qu’il y a 10 fois plus de matière non baryonique à l’origine de l’anomalie de la courbe de rotation des galaxies, voir par exemple les travaux de Fritz Zwicky et Vera Rubin).

 

Il y a aussi la formation des structures, on voit qu’en fait la matière forme d’abord des petites structures, puis se rassemblent en structures plus grandes et qu’à très très grande échelle, l’univers devient plutôt homogène. Cela dénote un scénario bottom up, plutôt compatible avec de la matière noire dite froide, et pas avec la matière noire chaude (où les grandes structures se forment en premier puis se fragmentent en petites structures).

 

Il y a ensuite l’observation des supernovae Ia qui sont l’explosion d’une naine blanche ayant atteint la limite de Chandrasekhar, en comparant leur redshift et leur magnitude relative, on sait relier leur distance à leur redshift et obtenir une évolution du taux d’expansion. Contrairement à ce que l’on pensait, l’expansion s’est décélérée jusqu’à environ 7 milliards d’années et puis s’est accélérée. Cela ne peut s’expliquer dans le cadre théorique actuelle que par l’existence d’une constante cosmologique qui a un effet répulsif d’un point de vue gravitationnelle et qui ne se dilue pas avec l’expansion. Voir par exemple les travaux de Perlmutter et Riess.

 

En plus de tout ça, il y a l’étude du CMB, qui est le rayonnement fossile cosmologique, c’est au moment de la recombinaison, quand l’univers est devenu suffisamment froid pour que l’atome d’hydrogène puisse capturer son électron et devenir enfin transparent. Cette époque date de 380 000 ans avant l’hypothétique instant 0. Cette lumière, qui a un redshift de 1100 est maintenant dans les micro ondes (autour du millimétrique). Ce rayonnement porte la marque de l’état de l’univers à cette époque (homogénéité + fluctuations de 1 pour 100 000). On pense que les galaxies etc… ont été formées à partir de ces grumeaux. Sauf que… la taille de ces grumeaux est trop petites pour que des galaxies se forment avant le premier milliard d’années (alors que c’est ce qui est observé). On pense que pour aider les galaxies à se former, il faut rajouter… de la matière noire froide… et ce… dans les proportions expliquant la dynamique galactique.

Autre point, extraire le spectre de puissance du CMB donne tout un tas d’information. En effet, on peut y faire correspondre le modèle de concordance (Lambda CDM avec 6 paramètres), on ajuste les 6 paramètres pour reproduire au mieux ce spectre, et ça nous donne ces proportions-là : 5% de matière baryonique, 25% de matière noire, 70% d’énergie sombre. Ces valeurs ont une influence sur la position, et la hauteur des 3 pics (au moins).

Cette description est celle qui est acceptée. 

C'est celle  imposé par le dogme de la seule existance de la matière positive. En effet  tout est spèculation au delà du rayon de Schwarzschild , qui si,  il ètait solutionné de manière pragmatique, pourrait faire sortir un autre model cosmologique bien plus sèrieux.

En effet Dirac avec son èquation dont on a pas le moindre e support pour expliquer son existence, mais qui fonctionne à merveille, n'a jamais condamné le principe de l'inversion de masse sous certaines conditions, comme celui du changement d'Etat de la matière au niveau du Rayon de schwarzschild.  Il faut pas espèrer que par la Relativité gènèrale  qui est INTOUCHABLE et pourtant fut retouchée, permette de faire avancer la science .  Imposer que les paramètres  servant à fournir des solution de cette èquation de champs, ont la capacité d'èchanger leur nature dans le cas de la singularité, c'est pour ma part bien pire que d'interdire la variation dela constante dela lumière depuis le Bigbang. Tout ceci pour dire que toutes les rustines que l 'on colle sur le model en place  peuvent  nullement prèdire les futures dècouvertes, mais surtout n'ont pas ètè capable d'expliquer celles qui grace à la technologie , remettent en question sa validité au delà du système solaire.  Cette matière qui ne peut ètre de nature baryonique car indètectable directement, est devenue le gagne pain de milliers de chercheurs!  Faudra peut ètre attendre les Russes pour nous pondrent une arme dite Alien, pour en finir avec le model Lambda CDM.... Comme me disait un astronome de OHP, il faut vivre avec...

[rmor51]

Ça n'est pas une réponse. Aucun argument en faveur de la thése. C'est juste une opinion.