Comment la matière noire régit-elle tout notre univers ?

Résumé du document

Notre univers s'est formé il y a environ 13,7 millions d'années. Avant il n'y avait rien, c'était le néant, puis il y a eu le Big Bang, qui est l'explosion de l'espace-temps. Nous ne pouvons avoir que des réponses métaphysiques à ce passage d'état de rien à tout, mais l'univers fut. Il faut savoir qu'à sa naissance, l'univers était apparemment dépourvu de matière et excessivement chaud. Toutefois en l'espace de quelques instants plusieurs forces apparurent et donnèrent naissance à des particules, qui elles-mêmes donnèrent naissance à la matière.

L'ensemble de la matière fut alors créé en l'espace de trois minutes. De là l'univers s'agrandit et se refroidit sans discontinuer. Ainsi après avoir refroidi suffisamment, la gravitation put enfin gagner en intensité et entrer en scène. La matière cessa alors d'être également répartie dans l'univers et commença à s'organiser comme nous connaissons actuellement.

Depuis la Renaissance, et grâce à l'idée de Copernic que la Terre n'occupait pas un point fixe dans l'univers et qu'elle n'en était pas non plus le centre, grâce aussi aux premiers instruments d'observation astronomique de Galilée et Newton permettant la visualisation de l'Univers, la notion d'univers a exponentiellement évolué. Ainsi, la cosmologie, science étudiant l'univers en tant que système physique, a vu le jour peu avant le XIXe siècle, mais elle fut tout d'abord réduite à l'étude du système solaire, puis de notre galaxie. Ce n'est qu'à partir des années 1920 avec la découverte de la nature extragalactique (que l'univers ne se limite pas à notre galaxie) de Edwin Hubble, mais aussi celle de l'expansion incessante de l'univers, que la cosmologie actuelle fut définie. Elle comporte donc l'étude de la structure, de l'histoire, et de l'évolution de notre univers.

Quatre interactions élémentaires sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l'Univers. Chacune se manifeste par une interaction fondamentale, c'est-à-dire qu'à des niveaux différents, chaque corps subit une interaction, qu'elle soit nucléaire faible, nucléaire forte, électromagnétique ou gravitationnelle. Toutes les particules élémentaires, à savoir électrons, neutrons et protons, sont soumises à ces interactions. En physique des particules, la théorie du modèle standard établie au cours des années 60 rend compte de toutes les observations expérimentales connues à ce jour.

Trois principes fondamentaux en physique régissent à ce jour tout notre univers : les lois sur la mécanique et la loi de la gravitation universelle, mises en évidence par Isaac Newton en 1687, et la notion de relativité générale développée par Albert Einstein en 1917. Ces principes sont les bases de nos nouvelles technologies, comme les GPS ou les satellites.

Extraits

[...] Ainsi l'existence de la matière noire, invisible et regroupée autour des galaxies, fut renforcée car elle fut de nouveau la seule théorie capable de résoudre ce phénomène. En rajoutant une masse importante qui déviait la propagation de lumière, elle expliqua le décalage important que la masse de l'objet stellaire ne pouvait expliquer. Les scientifiques constatèrent alors que depuis la Terre des rayons lumineux émis par la Galaxie B , au lieu d'être détournés par le champ de gravitation dû à la masse de la Galaxie A suivant un angle de détournement ά proportionnel à la masse de la Galaxie et bien ces rayons étaient “trop attirés” par la galaxie et donc que le champ de gravitation était bien plus important que la masse de la Galaxie. [...]

[...] Cependant pour trouver une réponse à ces questions, l'homme ne doit pas se contenter d'observer l'infiniment grand, au contraire il doit se pencher sur infiniment petit, ainsi il crée des accélérateurs de particules de plus en plus puissants, espérant enfin découvrir de nouvelles particules qui lui permettraient de mieux comprendre l'univers qui l'entoure. En tout cas, l'existence de l'énergie noire, l'énergie de l'expansion de l'univers, reste un véritable mystère pour toute la communauté scientifique. Les prochaines années à venir se révèlent donc passionnantes. Branches de la Galaxie Noyau BCDgw8 D ? [...]

[...] L'étude des spectres d'émission ou d'absorption permet d'identifier les corps, notamment les atomes et molécules (spectroscopie). Voici deux spectres superposés de deux galaxies : Andromède et une galaxie distante. Quelques raies spectrales ont été identifiées sur le spectre de la galaxie distante (en rouge). En noir, spectre de Andromède, en rouge spectre d'une galaxie lointaine. Notons que selon une vieille habitude, les astronomes notent les longueurs d'onde en Angström. Pour avoir les longueurs d'onde en nanomètres il suffit de diviser par dix, n'oublions pas que cela correspond à des milliers de kilomètres réellement. [...]

[...] Ainsi on arrive à observer de la lumière émise jusqu'à il y a 12 milliards d'années. Le satellite Wmap fut constitué de deux ensembles optiques identiques, qui regardent le ciel dans des directions opposées, ceci lui permettant de supprimer les asymétries systématiques pouvant être dues à l'orientation du satellite quand il examinait une direction. C'est-à-dire qu'à chaque fois que wmap regardait dans un sens, il regardait aussi dans le sens opposé, ceci lui évitant de faire volte-face ,alors qu'il gravitait autour de la terre car cela aurait laissé apparaître des décalages d'images. [...]

[...] Smith expliqua cela par une présence de matière entre les galaxies de l'amas. Les amas étaient alors considérés comme des structures temporaires dont les galaxies pouvaient s'échapper, plutôt que des structures stables. Vera Rubin et la vitesse des galaxies Johannes Képler, célèbre astronome (1571-1630) avait découvert en reprenant l'idée de Copernic que les planètes tournent autour du Soleil, que dans notre système solaire, les planètes avaient un mouvement elliptique et non circulaire. Il découvrit aussi que plus on s'éloignait du Soleil qui est le centre de notre système, plus la période de révolution est longue (soit le temps que met une planète à faire le tour du soleil), ainsi il trouva la formule expliquant ce phénomène : = Il découvrit donc que le carré de la période de révolution était proportionnel au cube de la distance au soleil Autrement dit il permit de connaître la distance d'un corps au Soleil grâce au temps qu'une planète met pour faire un tour du Soleil. [...]