En mesurant les vitesses de rotation des galaxies, les astronomes se sont
aperçus d'une anomalie systématique flagrante: les galaxies ne tournent pas
comme elles le devraient. Elles tournent à vitesses quasi constantes,
autrement dit, les vitesses de rotation sont trop rapides vers l'extérieur
des galaxies, par rapport à ce qu'elles devraient être selon les lois de la
gravitation universelle. (Notons que l'on pourrait aussi bien affirmer
l'inverse, à savoir que la vitesse de rotation est insuffisante vers le
centre des galaxies) Ceci conduit à supposer l'existence d'une matière
invisible, la matière noire, répartie dans un halo entourant les galaxies,
et représentant plus de 90 % de la masse totale de la galaxie. Ou encore
d'une modification des lois de la gravitation universelle à faible
intensité, c'est à dire aux grandes échelles (MOND) Dans la figure
ci-contre, la courbe pointillée verte montre la vitesse de rotation du
disque D, La courbe pointillée noire représente la vitesse de rotation du
bulbe B. Les relevés, sous forme de
pictogrammes rouges, sont des mesures
de la vitesse du gaz (Hydrogène atomique) dans et aux alentours de la
galaxie. |
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Ci-contre à gauche :
- Courbe de rotation "observée" de NGC 2403
(points) et courbes de rotation des composants massifs individuels
(lignes). Source: Begeman (1987) (Thèse PhD).
- Courbe de rotation "observée" de NGC 5033
(points) et courbes de rotation des composants massifs individuels
(lignes).
- Courbe de rotation "observée" de NGC 5371
(points) et courbes de rotation des composants massifs individuels
(lignes).
Comme on peut le remarquer, il semble que dans toutes les
galaxies la composante gazeuse a toujours une courbe de rotation différente
de celle du disque.
On constate aussi que pour expliquer cela on fait
toujours intervenir un halo constitué d'une hypothétique "matière noire".
Questions:
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Pourquoi mesure-t-on
des vitesses de rotation différentes pour les différents composants des galaxies ?
Et plus particulièrement en ce qui concerne le disque et le gaz ? Avons nous le droit, du point de vue de la
physique, d'additionner, par tranches de distances,
les vitesses de ces composants et d'en faire les moyennes ? |
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- Le premier objet est le disque
qui est constitué d'objets massifs (étoiles,
planètes, poussières, etc.)
- Le deuxième objet est le gaz
fait d'atomes d'hydrogène atomique, à faible densité, qui n'est
détecté que parce qu'il est ionisé et aussi, pour une part
moindre, d'Hydrogène moléculaire et d'Hélium
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Quelle est la différence physique qui pourrait expliquer leurs
vitesses de rotations individuelles ?
Tous les deux sont sensibles à la gravitation
universelle. Mais le gaz, contrairement au
disque, est extrêmement peu dense, et comme il est ionisé,
il est très sensible aux champ magnétiques
globaux des galaxies, dont la notre ! Ce dernier
serait très faible, de l'ordre de 0,8 µG. Mais il est réparti dans
l'ensemble des galaxies et même au delà. C'est-à-dire qu'à grande
échelle, son influence sur le gaz devient prédominante comparée à
celle de la gravitation. |
Conclusions : |
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La courbe de rotation du gaz n'est pas un
indicateur sérieux de la vitesse de rotation des galaxies.
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Par contre, la courbe de rotation du gaz est un bon indicateur
de la présence d'un champ magnétique galactique à grande échelle.
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Additionner les vitesses des composants galactiques,
pour en faire des moyennes, est une
faute conceptuelle grave. C'est une erreur physique qui revient à
faire la moyenne de la vitesse d'une locomotive à vapeur avec la vitesse
de la fumée crachée par sa cheminée.
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On n'a pas besoin de matière noire pour expliquer la vitesse
de rotation des galaxies.
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Et dans les amas de galaxies ? |
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Dans tous les amas de galaxies on observe des lentilles
gravitationnelles. Celles-ci nous révèlent la présence d'objets
lointains dont la lumière est déviée (en quelque sorte réfractée) par
la masse de l'amas. Le calcul (relativité) permet de remonter à la
masse de l'amas. Or cette masse ainsi calculée est bien supérieure
à la masse obtenue par la somme de tous les objets observés dans
l'amas. Cette discordance ne semble pouvoir s'expliquer que par
l'existence d'une matière noire, Ou encore
par une modification des lois de la gravitation universelle à faible
intensité, c'est à dire aux grandes échelles (MOND). |
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La sonde "Chandra X-Ray Observatory" nous a donné de
nombreuses images d'amas de galaxies en Rayonnements X. Abell 1689
en est un bon exemple. On voit que cet amas de galaxies est à
l'intérieur d'un nuage de gaz colossal. Celui-ci est excité par la
lumière des galaxies. Il est donc ionisé. Mais
est-il, pour autant, soumis à un champ magnétique ? Oui,
c'est bien ce qui apparait selon certaines observations. (Magnetic
Fields in Galaxy Clusters). Et ces champs magnétiques ont
une valeur typique de 1 µG.
Mais alors dans ce cas, la matière noire que d'aucuns croient avoir
décelé dans les amas, ne serait, là aussi, qu'une erreur
d'interprétation. Il faudrait alors expliquer comment sont produits
les arcs gravitationnels.
Mais sont-ils bien gravitationnels ? Ne
pourrait-il pas s'agir d'arcs d'origine
optique ? Le nuage de gaz de l'amas serait-il assez dense
pour nous faire cette plaisanterie ? Ou alors plus simplement, à cette
échelle, ça ne serait pas la densité qui serait importante, mais
plutôt le
nombre d'atomes de gaz que la lumière rencontrerait dans sa
trajectoire. Ou encore ce fameux champ magnétique, que nous
cherchons, qui dévierait la lumière. |
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Le Coeur de matière noire défie les explications dans l'image de
l'amas de galaxies Abell 520 publiée
le 2 Mars 2012 par le
HST. Question : S'agirait-il là aussi
de gaz ionisé soumis à un champ magnétique ? |
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Le 18 Avril 2012, l'ESO
publie, sous le titre : " Une
atteinte sérieuse à la théorie de la matière noire ?",
les observations effectuées autour du Soleil et dans la galaxie,
par une équipe d'astronomes au Chili, a montré que la théorie de
la matière noire ne concordait pas avec les faits observationnels.
On peut donc supposer que les tentatives de détection, de manière
directe, des particules de matière noire sur Terre risquent très
probablement de n’apporter aucun résultat. C'est l’étude la
plus précise jamais réalisée sur les mouvements des étoiles dans
la Voie Lactée. Elle n’a trouvé aucune preuve de la présence de
matière noire dans une zone relativement grande autour du Soleil.
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Le 24 Septembre 2012, la NASA
publie l'observation, effectuée par
Anjali Gupta et al, en rayonnement X avec le
Satellite Chandra, sous le titre : "La
Voie Lactée est enveloppée par un halo de gaz chaud".
Cette observation montre, encore une fois, qu'il vaut mieux se fier
aux observations plutôt qu'aux simulations. D'autres observations
de ce genre faites sur d'autres galaxies ou amas de galaxies
pourraient éliminer définitivement les hypothèses de "matière noire"
et aussi "MOND"
Question :
Notre Galaxie serait-elle un cas unique, exceptionnel ? |
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Documents à consulter |
-
The Dark Matter Myth - Magnetic Fields and Galactic Rotation Curves
(Thomas Smid)
-
SPH simulations of magnetic fields in galaxy clusters (Dolag K.
Bartelmann M. Lesch H.)
-
The rotation curve of spiral galaxies and its cosmological
implications (C'est un fichier au format PS
que l'on peut lire avec Ghostscript ou convertir en PDF
avec Adobe Acrobat)
-
Birth Control for Stars
-
Anchoring Magnetic Field in Turbulent Molecular Clouds
-
L'Univers des Galaxies - Daniel Benest, Alain Blanchard, Lucie
Bottinelli, Suzy Collin, Claude Froeschlé, Lucienne Gouguenheim, Jean
Lefèvre et Laurent Nottale - Chez
HACHETTE -
Collection les Fondamentaux.
-
Hydrodynamique . Physique - Etienne Guyon, Jean-Pierre Hulin et
Luc Petit -
EDP SCIENCES.
-
The
Baryonic Tully-Fischer Relation. (Stacy McGaugh).
IAP-CNRS (Roger Ferlet) Un historique rapide et un résumé des
résultats des observations.
-
Accepted view of Universe challenged by astronomer.
-
EdgeviewSpace.
-
Les
Données de BOOMERanG suggèrent un Univers purement Baryonique
(Stacy McGaugh).
- L'image Astronomique du Jour,
Logarithmic Spirals Isabel and M51. Un rapprochement qui
pourrait être légitime.
-
Propriétés et origine des reliques radio dans les amas de galaxies.
(Chiara Ferrari).
-
arXiv:astro-ph/0308518 v1 28 Aug 2003 - A Dearth of Dark Matter in
Ordinary Elliptical Galaxies. Aaron J. Romanowsky, Nigel G.
Douglas, Magda Arnaboldi, Konrad Kuijken, Michael R. Merrifield, Nicola
R. Napolitano, Massimo Capaccioli, Kenneth C. Freeman.
- Le 27 Juin 2005,
On a retrouvé la matière noire dans les galaxies elliptiques !
Mais l'on n'a toujours pas trouvé le moindre échantillon de matière
noire.
-
Observational Cosmology: caveats and open questions in the standard
model (Martín López-Corredoira
- 01/06/2006).
-
New
Le 11 Mai 2010, on n'a toujours pas trouvé le
moindre échantillon de matière noire:
First Dark Matter Results from the XENON100 Experiment.
Et aussi :
Early Results from Large Dark Matter Detector Cast Doubt on Earlier
Claims.
-
New
Une
atteinte sérieuse à la théorie de la matière noire ?
Voir l'abstract
(Source ESO).
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"Quand se présentent deux possibilités, les scientifiques ont
tendance à choisir la mauvaise" (Halton Arp dans Seeing Red) |
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