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**Le modèle de matière noire. **
Dans notre propre galaxie, nous observons un effet de masse manquante évident. Il faudrait trois à cinq fois plus de masse pour équilibrer la force centrifuge. Notre Soleil, qui orbite à 230 km/s autour du centre de la galaxie, aurait dû s'éloigner, avec ses planètes, depuis des millions d'années. La situation est encore plus critique pour les amas de galaxies, qui devraient « s'évaporer », car les vitesses propres individuelles des galaxies dépassent la vitesse d'échappement de l'amas.
Vous savez peut-être que la vitesse de rotation circulaire d'un satellite autour de la Terre est d'environ 9 km/s. La vitesse d'échappement est de 11 km/s. Pour qu'une station spatiale échappe à l'attraction terrestre et visite des planètes lointaines comme Jupiter ou Saturne, il faut lui donner une vitesse supérieure à 11 km/s.
Supposons que nous observions des satellites tournant autour de la Terre à 20 km/s. Nous devrions en conclure que la masse de la Terre a été sous-estimée. Dans les années 30, Fritz Zwicky a souligné ce phénomène pour les galaxies et les amas de galaxies, à partir de mesures de vitesses (effet Doppler) et d'évaluations de masse (photométrie). Ce problème reste embarrassant. Comment le résoudre ?
La réponse classique actuelle s'appelle la « matière noire ». On pense qu'une grande quantité de masse cachée existe dans les galaxies et les amas. Leur argument est le suivant : les galaxies produisent des mirages gravitationnels : des images multiples de quasars lointains. Les amas de galaxies courbent l'espace et produisent d'autres mirages : des images multiples de galaxies. Le télescope spatial en a apporté de nombreuses. La masse observée est trop faible pour expliquer de tels effets forts. Les astronomes considèrent donc cela comme une preuve de l'existence de matière noire invisible. Certains disent que le lentillage gravitationnel est une nouvelle façon de « peser » les galaxies et les amas. D'autres ont commencé à cartographier l'univers, en s'appuyant sur cet effet de lentillage gravitationnel.
Il existe des concentrations de masse sur les planètes, notamment sur la Lune. On les appelle des « Mascons ». Lorsqu'un satellite survole la Lune, on peut enregistrer très précisément sa trajectoire à l'aide d'un laser. Cette trajectoire n'est pas parfaitement circulaire. Elle est modifiée par des concentrations de masse souterraines. Certains supposent que ces concentrations de masse correspondent à des impacts anciens de corps très massifs. En procédant ainsi, nous avons pu cartographier la masse de la Lune à partir des mesures des géodésiques autour d'elle.
De façon similaire, on pourrait dire que le lentillage gravitationnel fait référence aux géodésiques (trajectoires de la lumière). L'analyse de ces géodésiques pourrait donc être une méthode pour évaluer des « mascons » cachés dans les galaxies et les amas de galaxies. Dans nos propres travaux, vous trouverez une interprétation alternative de ces effets de lentillage forts. Nous pensons qu'ils sont principalement dus à un lentillage négatif, causé par une matière « fantôme » environnante.
En revenant à l'interprétation classique par la matière noire, de quoi pourrait-elle être faite ? Les astrophysiciens pensent aux MACHOs (objets compacts massifs en halo). Peut-être : des étoiles faibles, trop faibles pour être détectées. Méthode de détection : occultation. Les étoiles sont des objets très petits. Une galaxie, considérée comme un gaz dont les étoiles seraient des « molécules », est un gaz très raréfié. La probabilité qu'une étoile masque une autre est donc très faible. Mais il y en a beaucoup. L'analyse du ciel peut être gérée par ordinateur. Ceux-ci peuvent enfin analyser automatiquement les variations d'émission lumineuse d'un grand nombre d'étoiles. Certaines sont dues à des systèmes binaires connus. Les méthodes permettent de distinguer l'effet des systèmes binaires de l'occultation lointaine par des « étoiles sombres », des MACHOs.
Résultats : décevants.
Un autre candidat : une matière exotique, comme des neutrinos massifs hypothétiques. Non confirmé à ce jour. L'astrophysicien français François Combe a suggéré qu'une grande quantité d'hydrogène très froid pourrait exister dans l'Univers. Si froid qu'il ne pourrait pas être détecté. Il a utilisé cet hydrogène invisible pour « expliquer » l'allure de la courbe de rotation des galaxies (vitesses circulaires élevées en périphérie) et pour produire (temporairement) des structures spiralées. La matière noire est invoquée pour tout. Certains l'utilisent pour « expliquer » les VLS, les très grandes structures de l'Univers. De nombreux journaux publient ce type de travaux (Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics, etc.), apparemment sans aucune réflexion critique, comme une « approche naturelle ». Comme les trous noirs, la matière noire existe, je pense, dans les pages des journaux. Dans ce supermarché cosmique, vous pouvez choisir entre matière noire chaude ou froide, trous noirs nains ou géants, selon vos goûts.
Époque étrange. Avant la découverte de Torricelli italien (1640) : la découverte de la pression atmosphérique, les gens croyaient que le mercure montait dans les baromètres parce qu'il avait une horreur du vide.
Nature déteste le vide.....
Avant Torricelli, les gens mesuraient le niveau de l'horreur du vide.
(100)
**- Mais... je ne vois rien : c'est tout noir !
- Normal. C'est la carte de la matière noire. **
Pour les responsables de publication et les rapporteurs, certaines spéculations sont arbitrairement permises, d'autres non.
Version originale (anglais)
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**The dark matter model. **
In our own galaxy we have an evident missing mass effect. Three or five times more mass should be necessary to balance centrifugal force. Our sun, orbiting at 230 km/s around the center of the galaxy, should have gone away, with his planets, since millions of years. The situation is worse for clusters of galaxies, that should "evaporate", for the individual proper velocoties of the galaxies are higher than the escape velocity of the cluster.
You perhaps know that the circular orbitation velocity of a satellite, around the Earth, is close to 9 km/s. The escape velocity is 11 km/s. We need to give a space station a velocity higher than 11 lm/s if one wants it to escape Earth's attraction and visit distant planets, like Jupiter or Saturn.
Suppose we would observe satellites orbiting around the Earth at 20 km/s. We should conclue that the mass of the Earth has been underestimated. In the 30's, Fritz Zwick pointed out this for galaxies and clusters of galaxies, from velocity measurement ( Doppler effect ) and mass evaluation ( photometry ) This problem is still embarrassing. How to manage it ?
The today's classical answer is called "dark matter". People think that a large amount of hidden mass exists in galaxies and clusters. Their argument is the following. Galaxies produce gravitational mirages : multiple images of distant quasars. Clusters of galaxies bend space and produce other mirages : multiple images of galaxies. The space telescope brought many, now. The observed mass is too weak to explain such strong effects. So that the astronomers consider this as a proof of the existence of invisible dark matter. Some say that the gravitational lensing is a new way to "weight" galaxies and clusters. Others have started to map the universe, basing their design on this gravitational lensing effect.
There are mass concentrations in the planets especially in the Moon.We call it "Mascons". When a satellite flies around the moon, we can record its path very precisely, with a laser. This path is not perfectly circular. It is modified by underground mass concentrations. Some suppose these mass concentration correspond to ancient impact of heavy huge bodies. Doing that, we found the mass mapping of the Moon on measurements of the geodesics around it.
Similarly we could say that gravitational lensing refers to geodesics (light's path). Then the analysis of such geodesics may be a method to evaluate hidden mascons in galaxies and clusters of galaxies. In our own works you will find an alternative interpretation of such strong lensing effects.We think they mainly could be due to negative lensing, cause by surrounding "ghost matter".
Returning to the classical interpretation through dark matter, what could it be made of ? Astronomers think about MACHOs ( MAssive Compact Halo Objects ). Possibly : faint stars, too faint to be detected. Detection method : occultation. Stars are very small objects.A galaxy, considered as a gas whose stars would be "molecules" is a very rarefied gas. So that the chance that a star masks another one is very weak. But there are many. The sky survey can be managed by computers. They at last can analyze the light emission variation of a great number of stars, automatically. Some are due to known binary systems. Methods make it possible to discriminate between binary systems effect and distant occultation by "dark stars", machos.
Results : disappointing.
Another candidate : exotic matter, like hypothetic massive neutrinos. Not confirmed at the present day. The French astrophysicist François Combe suggested that large amounts of very cold hydrogen could exist, in the Universe. So cold that it could not be detected. She used this invisible hydrogen to "explain" the aspect of the rotation curve of galaxies ( large peripheric circular velocities ) and to produce (transient) spiral structures. Dark matter is invoked for everything. Some use it to "explain" the VLS, the Very large structure of the Universe. Many journals publish such works ( Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics, and so on...), apparently without any state of mind, as a "natural approach". Like black holes, dark matter does exist, in the pages of journals, I think. In this cosmic hypermarket you can choose hot or cold dark matter, dwarf or giant black holes, as you like.
Strange epoch. Before the italian Torricelli's discovery (1640) : the discovery of atmospheric pressure, people believed that mercury climbed in barometers because its horror of the void.
Nature hates void.....
Before Torricelli, people measured the level of void's hate.
(100)
**- But... I don't see anything : It's all black !
- Normal. It's dark matter's map. **
For publishing managers and referees, some speculations are arbitrarily permissible, some others, no.