-
-
- Mise à jour le 28 Novembre 2010
-
-
-
- CONFÉRENCE
"À LA POURSUITE DE LA MATIÈRE NOIRE DE L’UNIVERS"
- Par
Gabriel CHARDIN CSNSM, CNRS/IN2P3
-
- Pour les RCE 2010
Cité des Sciences de Paris
- Le 13 Novembre 2010
à 10H45
-
- Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec
plus de résolution peuvent m'être
demandées directement)
- Les photos des slides sont de la présentation
de l'auteur. Voir les crédits
des autres photos et des animations.
- REMARQUE : Les comptes rendus des conférences
sont mis en ligne au fur et à mesure
- Vous vous en apercevrez en allant voir la
page du compte rendu général de temps en temps à l'index
"conférences", je
signalerai les mises en ligne dans la fenêtre des mises à jour du site
-
-
-
- BREF COMPTE RENDU
-
-
-
-
-
- Gabriel Chardin est Directeur du CSNSM (Centre
de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse) qui dépend de
l’Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
(IN2P3), et se trouve sur le campus de l’Université de Paris Sud à
Orsay.
-
- Les recherches du CSNSM couvrent un très large
éventail de domaines : structure du noyau et interactions
fondamentales, physique du solide, irradiation des matériaux, étude élémentaire
et isotopique des composants de la terre et l’univers, astrophysique.
-
- Gabriel Chardin a travaillé au CEA (DAPNIA) et
a participé à l’expérience Edelweiss, avant de devenir Directeur du
CSNSM.
-
-
-
-
-
-
-
- En fait, le sujet de ce soir, c’est non
seulement la matière noire mais aussi l’énergie noire.
-
- LA
MATIÈRE NOIRE.
-
-
- Qu’est ce que la matière noire ?
- C’est de la matière que l’on ne voit pas mais que l’on détecte par ses effets
gravitationnels.
-
- Les premières découvertes datent des années
1930 avec Fritz Zwicky, célèbre astrophysicien américano-suisse, au
caractère épouvantable, qui le premier remarque que les vitesse des
galaxies dans les amas de galaxies ne correspondent pas à ce que l’on
attend.
- Leur
vitesse devrait décroître en s’éloignant du centre et ce n’était
pas le cas.
- Il y avait donc une masse invisible qui
semblait être présente sur les bords.
-
- Il venait de mettre le doigt sur ce que l’on
allait appeler la matière noire.
-
- Mais son caractère « difficile »
ne le faisait pas prendre au sérieux par la communauté scientifique, et il
fallut attendre près de 40 ans pour s’apercevoir de la justesse de son
raisonnement.
- Ce fut le cas lorsque l’on s’intéressa à
la rotation des galaxies qui présentait le même phénomène concernant la
vitesse des étoiles du bord, il y avait manifestement plus de matière que
ce que l’on voyait.
- Elle pourrait même s’étendre sur une
dimension 5 fois plus grande que la galaxie visible.
-
- Mais de quoi serait composée cette matière
invisible ?
- Pour cela il fallait la détecter.
-
- LA
DÉTECTION DE LA MATIÈRE NOIRE.
-
-
-
Une
des méthodes s’appelle la méthode des
lentilles gravitationnelles.
-
- En effet depuis Einstein, on sait que la matière
courbe l’espace temps, donc déforment les images de galaxies situées
derrière cette matière, présentes, même si invisibles à l’œil.
-
-
- C’est ainsi qu’on peut en mesurant les déformations
de l’image de galaxies éloignées, déterminer la quantité de matière
noire située sur le chemin optique.
-
-
-
-
-
- Il est même possible, si la quantité de matière
noire est importante, qu’il y ait de multiples images de la galaxie située
derrière.
-
- Une autre méthode pour détecter la matière
noire est le
rayonnement X Chandra,
l'observatoire spatial en X, a réussi à trouver une configuration, où la
matière noire et la matière ordinaire se séparent : suite à une
collision entre amas géants de galaxies.
- Dans une telle collision, la matière ordinaire
(les planètes et les étoiles) est l'objet d'une friction lors de ce
passage et "ralentit", mais la matière noire n'est pas affectée
par cet effet de frottement et se sépare de la matière normale.
- Ceci a été mis en évidence par Chandra lors
de l'étude de l'amas 1E 0657-56.
- Cet amas (appelé aussi « bullet cluster »)
se déplace à 4500km/s vers un autre amas, et est situé à 4 milliards
d'al.
- Les gaz chauds détectés par Chandra dans
le domaine des rayons X apparaissent en rose sur la photo et contiennent la
plupart de la matière normale ou baryonique des deux amas.
- Le nuage bleu sur la droite en forme de balle
de fusil (d'où le nom de bullet cluster) est le gaz chaud (matière noire)
d'un des amas qui est passé au travers des gaz chauds de l'autre amas
pendant la collision, de même pour le nuage bleu de gauche.
-
-
- Une autre méthode dérivée de la première
s’appelle la méthode des micro
lentilles gravitationnelles (weak
lensing ou cosmic shear en anglais). Elle est plus fine que l’effet lentille gravitationnelle
normal et ne concerne généralement que l’effet de lentille entre étoiles
(et non pas entre galaxies, effet lentille fort). Dans ce cas la lentille
est de taille stellaire, c’est l’effet « micro » lentille.
- Cette technique de microlentille requiert
des configurations géométriques très spécifiques et très rares, mais
permet de déterminer aussi la forme d’une étoile distante.
-
-
- Des programmes de recherche de matière noire
ont été lancés notamment en France et aux USA avec les programmes EROS
(acronyme de Expérience pour la Recherche d’Objets Sombres ) et MACHO
(Massive Compact Halo Objects) des années 1990.
-
Une
accélération de
l'expansion de l'Univers, a été mise en évidence récemment;
et ceci en se basant sur la mesure de distances des Super Novæ de type SN
Ia, celles-ci sont très recherchées par les astronomes, car elles servent
de bornes kilométriques dans l’espace (on dit chandelles standard ou
« standard candles » en anglais).
