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La matière noire

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La matière noire

Message par Admin le Dim 7 Aoû - 23:45

L'énergie noire aurait rendu possible l'évolution de la vie

En influant sur la formation des galaxies naines et des étoiles, l'énergie noire déterminerait la fréquence des sursauts gamma, lesquels mettent les biosphères en péril. Si elle était plus forte ou plus faible, l'univers serait peu favorable à la vie complexe.

Citation :Il y a presque deux ans, Tsvi Piran, de l’Hebrew University à Jérusalem, et Raul Jimenez, de l’université de Barcelone, s'étaient déjà penchés sur l’impact potentiel des sursauts gamma sur l’habitabilité à l’échelle des galaxies. Rappelons que ces sursauts sont considérés comme les phénomènes astrophysiques parmi les plus violents de l’univers. Ils ont été découverts à la fin des années 1960 par des satellites militaires épiant des tests d’armes nucléaires, qui ont repéré des flashes gamma d’une extraordinaire puissance.

Or, selon les calculs des deux chercheurs, ces rayonnements gamma peuvent dégrader dans une très vaste région de la galaxie la couche d’ozone des planètes possédant une atmosphère ressemblant à celle de la Terre. Sans ce bouclier protecteur, les rayons ultraviolets de leurs soleils peuvent sérieusement endommager ces biosphères avec comme conséquence des extinctions massives. C’est d'ailleurs peut-être ce qui s’est produit sur Terre pendant l’ordovicien il y a environ 450 millions d’années. Les biosphères les plus proches d’un sursaut gamma seraient stérilisées et, plus loin, elles pourraient être périodiquement ramenées à la case départ, c'est-à-dire à des formes de vie unicellulaires ou peu évoluées.

En se basant sur les modèles proposés pour expliquer la nature des sursauts gamma, à savoir des collisions d’étoiles à neutrons ou des hypernovae créées par l’effondrement gravitationnel en trou noir d’étoiles massives, Piran et Jimenez avaient estimé leur fréquence en les liant à l’évolution chimique des étoiles dans les galaxies. Ils en avaient déduit que durant 5 milliards d’années, les sursauts gamma avaient significativement inhibé l’apparition de la vie et surtout son évolution vers des formes complexes.

Les deux astrophysiciens viennent de réviser leurs travaux sous un nouvel angle, comme ils l’expliquent dans un article déposé sur arXiv. Il s’agit à nouveau de considérations qui relèvent de l’exobiologie mais avec une intersection surprenante avec la cosmologie. Apparitions fréquentes de biosphères complexes et sursauts gamma se retrouvent maintenant en relation avec la valeur de l’énergie noire. Selon Piran et Jimenez, si sa valeur était très différente, l'univers serait peu favorable à l’apparition de la vie.

Le prix Nobel de physique Steven Weinberg avait déjà compris dans les années 1980 que la valeur de l'énergie noire devait être particulièrement faible pour permettre à l'univers de former des galaxies et des surtout des étoiles durant suffisamment longtemps pour synthétiser des éléments lourds comme le carbone, l'azote et l'oxygène ainsi que pour permettre à la vie d'évoluer pendant des milliards d'années.
Le prix Nobel de physique Steven Weinberg avait déjà compris dans les années 1980 que la valeur de l'énergie noire devait être particulièrement faible pour permettre à l'univers de former des galaxies et surtout des étoiles durant suffisamment longtemps pour synthétiser des éléments lourds comme le carbone, l'azote et l'oxygène ainsi que pour permettre à la vie d'évoluer pendant des milliards d'années. © Cambridge University Press

L'énergie noire et le principe anthropique

Voilà un nouveau pavé dans la mare d’un débat qui a fait coulé beaucoup d’encre depuis les années 1980 environ, autour du principe anthropique. Celui-ci se décline essentiellement autour de deux formes, dites faible et forte. Dans la première, ce principe affirme simplement que la présence de la vie est une information intéressante à utiliser pour explorer la structure de notre univers car elle nous renseigne sur certaines propriétés de ses lois et de sa structure.

Le principe fort va beaucoup plus loin, supposant que l’univers est le produit d’une intention avec pour finalité l’apparition de la vie. Ses lois auraient été finement réglées pour qu'elle apparaisse. Cette dernière forme est rejetée par presque toute la communauté scientifique qui y voit un raisonnement circulaire et naïf, équivalant à déduire de la fréquente présence d’eau à proximité des peuplements humains qu'elle a été placée là intentionnellement pour étancher les soifs.

Reste qu'à défaut de supposer l’existence d’un multivers dans lequel certaines lois varieraient de façon aléatoire, il est permis de s’interroger sur ce qui apparaît comme un grand nombre de réglages fins qui semblent indispensables à l’apparition de la vie et à son évolution vers la complexité. On ne peut en fait rien dire de plus.

Des sursauts gamma essentiellement dans les galaxies naines satellites

Toujours est-il que Piran et Jimenez ont utilisé des simulations numériques, en particulier celle dite du Millénaire, pour estimer l’influence de la valeur de la constante cosmologique sur la formation des galaxies naines, satellites des plus grandes, comme la Voie lactée. Ces galaxies naines seraient des lieux privilégiés de l’occurrence des sursauts gamma menaçant la vie dans les bordures des grandes galaxies. La question se pose différemment, en effet, dans leurs régions internes, où les planètes sont exposées à des sursauts gamma plus fréquents.

Donc, s’il existe trop de galaxies naines, le taux de sursaut gamma est trop élevé pour permettre l’apparition de la vie. De plus, si, au contraire, de faibles variations de la constante cosmologique faisaient diminuer fortement le nombre de sursauts gamma, alors, selon les deux astrophysiciens, ce « réglage » ferait diminuer aussi la formation d’étoiles favorables à l’apparition et à l’évolution de la vie.

Formulé autrement, le taux d’expansion de l’univers et son accélération sont assez élevés pour inhiber la formation des sursauts gamma délétères à la vie mais assez bas pour qu'apparaissent des étoiles de type solaire ou des naines rouges avec des exoplanètes dans la zone d’habitabilité.

Personne ne peut vraiment dire ce que cela signifie pour le vieux problème philosophique de la place et du sens de la vie dans l’univers mais il apparaît maintenant qu'un univers avec une constante cosmologique nécessairement non nulle et positive semble un prérequis pour l'existence d'une vie complexe



Source : http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/energie-sombre-energie-noire-aurait-rendu-possible-evolution-vie-61879/
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Re: La matière noire

Message par Admin le Dim 7 Aoû - 23:50

Source : http://soocurious.com/fr/particule-matiere-noire-astronomie/

Nouvelle théorie sur la constitution de la matière noire.

Citation :La matière noire compose jusqu’à cinq sixièmes de la matière totale de l’Univers, mais en est aussi un des composants les plus méconnus. Pourtant, l’astronomie a sans doute franchi une étape cruciale grâce à une nouvelle théorie scientifique qui a peut-être percé à jour l’un des mystères de la matière noire. SooCurious vous présente ces travaux novateurs.

Les bras spiraux galactiques réunissent des milliards d’étoiles. Et à la vitesse à laquelle ils tournent, ces gigantesques objets célestes devraient se disloquer à travers l’espace, mais restent pourtant unis en un ensemble assez compact. Ainsi, en tenant compte de l’effet de la gravité, les scientifiques en ont conclu que ces régions galactiques devaient être maintenues par une force de liaison supplémentaire. La matière noire, justement, semble être cette force supplémentaire, celle qui permet aux galaxies de rester unies.




Une galaxie en spirale

Galaxie

La matière noire est souvent supposée être composée de particules ayant la même masse que le proton mais interagissant de manière très faible avec la matière ordinaire, comme le fait un neutrino. Plusieurs types de particules ont ainsi été proposées comme étant celles de la matière noire. Ce fut notamment le cas des WIMP, pour Weakly Interacting Massive Particules, une classe de particules insaisissables qui feraient 100 fois la masse d’un proton et auraient été forgées lors du Big Bang. Mais le fait qu’elles interagissent faiblement avec la matière ordinaire implique qu’elles sont très difficilement détectables pour les scientifiques. D’ailleurs, jusqu’à présent, elles n’ont jamais pu être observées, pas plus que les chercheurs n’ont pu confirmer qu’il s’agissait bien de matière noire.

Désormais, une étude novatrice qui utilise un nouveau modèle mathématique suggère que les particules de matière noire ne sont pas réellement des WIMP, mais quelque chose de plus exotique. En réalité, elles pourraient moins être en mesure d’interagir avec leur environnement qu’un neutrino mais chaque particule aurait une masse individuelle d’un milliard de fois plus élevée que celle d’un proton, s’approchant grandement de la masse d’une cellule humaine moyenne. De ce fait, en conservant des proportions subatomiques tout en présentant une masse très importante, ces particules seraient « presque aussi denses qu’une particule peut l’être avant de devenir un trou noir » selon McCullen Sandora, chercheur postdoctoral à l’université du Danemark du Sud.

Big-bang-shutterstock Le Big Bang via Shutterstock

Dans ce modèle appelé PIDM, pour Planckian Interacting Dark Matter, ces particules incroyablement denses pourraient être détectées dans la rémanence du Big Bang. Car après cet évènement fondateur de l’Univers, se produisit une période appelée « inflation », un moment d’intense expansion qui projeta la matière de manière plus ou moins égale dans le cosmos.

Au cours de l’inflation, l’Univers refroidit considérablement avant de se réchauffer à la fin de cette colossale expansion. Selon les auteurs de l’étude, les nouvelles particules PIDM se seraient formées à ce moment-là. Dans ce cas, la naissance de ces particules très lourdes aurait laissé une signature dans le fond diffus cosmique, théoriquement détectable par certains instruments à disposition des astronomes.



Le satellite Planck a permis d’établir une carte du fond diffus cosmique

Planck

Cette nouvelle théorie sur l’identité réelle des particules de la matière noire est peut-être sur le point de révolutionner l’astronomie. Et même si elle reste pour le moment une simple hypothèse, elle semble indiquer que les scientifiques s’approchent peu à peu de la résolution de ce mystère.
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