planètesLa matière noire
Navigation
Quelques rebondissements plus ou moins spectaculaires
De temps en temps, une proposition scientifique soulève l'enthousiasme, la curiosité, ou l'agacement de la communauté. Nous proposons d'en discuter certaines dans cette page, en essayant d'être le plus objectif possible.
Matière noire et relativité générale
Deux auteurs, Cooperstock et Tieu, ont proposé [1] que les anomalies de courbes de rotation ne soient pas dues à de la matière noire, mais "simplement" à des effets de non-linéarité de la relativité générale, la physique Newtonienne n'étant selon eux pas une limite adaptée à l'échelle galactique. Cette proposition a soulevé un grand scepticisme, car d'une part la validité de la physique classique pour étudier la rotation des galaxies semblait bien établie, et d'autre part le papier est assez confus et ne montre pas vraiment où l'approximation classique devient fausse dans les traitements habituels. Plusieurs réactions ont alors signalé des incohérences dans cette approche. Par exemple, Korzinsky [2] indique que la distribution de matière choisie par ces auteurs est singulière, et que les effets mis en évidence ne viennent pas spécifiquement de la relativité générale mais plutôt de la singularité non physique introduite dans le modèle. Vogt et Letelier [4] indiquent que la distribution de matière adoptée est de type exotique. Enfin, Garfinkle montre [5] en se basant sur des arguments post-newtoniens que la situation envisagée par Cooperstock et Tieu n'est pas viable.
Les auteurs originaux ont répondu à ces critiques [7] et maintiennent leur position initiale.
Cependant, D. Cross [6] présente une analyse poussée du problème, et montre plusieurs problèmes dans l'analyse de Cooperstock et Tieu. Notamment, la métrique utilisée ne peut pas décrire la rotation différentielle d'une galaxie, et les développements limités présentés auraient dû être faits avec des paramètres sans dimension. En analysant ce même problème dans un référentiel comobile (comme dans l'article original) puis dans un référentiel non comobile, Cross montre que l'effet proposé par Cooperstock est présent en principe, mais beaucoup trop faible pour expliquer la platitude des courbes de rotation dans les galaxies. L'effet vient du couplage de la métrique au moment angulaire de la Galaxie, qui est beaucoup trop faible en général.
Ceci n'a pas clos le débat, puisque Cooperstock et Tieu reviennent à la charge [8], ainsi que plusieurs détracteurs [9], [10].
Quin, Pen et Silk : matière noire et dimensions supplémentaires
Le papier est ici : [3]. Voir la news Futura-Sciences sur le sujet.
Voir la version détaillée ici.
Les amas de galaxies en collision constituent des systèmes de choix pour étudier le rapport entre la matière baryonique sous forme de gaz, celle sous forme d'étoiles, et la matière noire. Le cas de la Bullet Cluster (cf item précédent) fournit des informations importantes sur la matière noire, mais celui d'Abel 520 est plus troublant. Cet amas en collision a été étudié par Mahdavi et al, qui l'ont qualifié de cosmic train wreck, un carambolage cosmique. La situation dans cet amas est très différente de celle du Bullet Cluster, car la matière noire y occupe cette fois des régions différentes de celle occupée par les galaxies. Or, si ces deux composantes n'ont que des interactions gravitationnelles, on s'attend à les trouver au meme endroit. Ce résultat suggère que la matière noire pourrait avoir des interactions autres que gravitationnelles mais il est encore trop tot pour s'emballer, pardon, pour tirer des conclusions solides de ces observations, qui seront probablement chaudement débattues entre les différents groupes qui ont observé Abel 520 et sont arrivés à des conclusions différentes. Le preprint est ici.
Bibliographie
[1] General relativity resolves galactic rotation without exotic dark matter,
