Énergie noire, matière noire et expansion de l’Univers [fermé]

Peter Lion Paw

Énergie noire, matière noire et expansion de l’Univers [fermé]


Je viens de terminer la lecture d’un livre qui a abordé l’énergie sombre et la matière noire et cela m’a fait réfléchir. Malheureusement, je n’ai pas une compréhension suffisante du domaine pour apprécier s’il s’agit d’un concept plausible et j’aimerais les pensées d’un expert.

Serait-ce que la matière noire est en fait le tissu de l’univers lui-même, c’est-à-dire l’espace? Si tel est le cas, cela pourrait-il expliquer pourquoi nous ne pouvons pas le mesurer directement – si tout ce qui est connu est fait d ‘«espace», nous n’aurions pas de support relatif pour le mesurer.

En poursuivant ce concept, si nous devions supposer que l’énergie sombre se désintègre en matière sombre en fonction de la température, nous savons que l’univers se refroidit tout en se dilatant à une vitesse accélérée, on pourrait émettre l’hypothèse qu’à mesure que l’univers se refroidit, le taux de décroissance (sombre l’énergie à la matière noire) augmente et, par conséquent, le taux d’expansion augmente.

sammy gerbil

Cela semble demander des opinions sur une théorie personnelle non publiée. En tant que tel, il est hors sujet car ce site ne traite que de la physique de maintenance.

John Duffield

@sammy gerbil: voir des articles comme l’ énergie du vide inhomogène et en interaction .

ACuriousMind ♦

C’est beaucoup trop vague – qu’est-ce que cela signifie pour la matière noire d’être « le tissu de l’univers »? Que signifie «l’énergie sombre se désintègre en matière noire»? De plus, il ne semble pas y avoir de véritable question ici.

Réponses


 Bob Bee

Il y a beaucoup de raisons pour lesquelles il n’est pas possible que la matière noire se désintègre en énergie sombre lorsque la température baisse. @Lawrence Crowell a expliqué la plupart des raisons importantes, et que les deux, la matière noire et l’énergie noire sont des choses très différentes sans relation l’une avec l’autre. J’espère que cela ajoute aux raisons ou pourquoi elles le sont.

1) La matière noire existe en amas, comme Lawrence le dit correctement. Ces amas sont autour des galaxies. La matière noire est là où il y a d’autres matières visibles, et en fait, il est calculé que son attraction gravitationnelle a aidé à former les galaxies et les étoiles. Elle est plus répandue que la matière visible, par un facteur d’environ 6-7. La matière totale dans l’univers représente environ 30% de la masse-énergie totale de l’univers, avec de la matière visible environ 4-5%, 24-25% de matière noire. Dans le grand, en faisant la moyenne de la densité des deux types de matière sur plusieurs galaxies et amas, disons sur des distances d’environ 300 millions d’années-lumière (faisant ainsi la moyenne des galaxies et de l’espace entre eux), cette densité moyenne ou cosmologique de la matière noire, et aussi du visible la matière, est la même, ou constante, dans tout l’univers observable. Cela est dit car la matière, dans le grand, est distribuée de manière homogène dans l’univers (mais elle s’agglutine dans les galaxies, etc., comme expliqué).

De plus, la quantité totale de matière est à peu près constante dans l’univers, au fil du temps. À mesure que l’univers se dilate, la même matière totale (y compris visible et sombre) se dilue à mesure que la taille de l’univers augmente. La densité diminue donc, comme

1 / R 3

. Donc, oui, la densité diminue, mais la quantité totale de matières (densité X volume) reste la même. Ceci a été observé et observé et est parfaitement cohérent avec le modèle standard d’expansion cosmologique. Ainsi, la matière noire n’a pas été observée comme ayant diminué. Cela n’aurait pas pu se transformer en énergie sombre.

2) La matière noire agglomérée autour des galaxies a été cartographiée. Nous pouvons mesurer sa densité à l’intérieur et dans le halo des galaxies, et la cartographier comme très peu ou pas du tout entre elles. Il a une masse et gravite (attire d’autres matières et énergie). C’est la raison pour laquelle il a aidé à former des galaxies et des étoiles. On pense qu’il s’agit de particules (autres que la gravité) qui interagissent très faiblement et qui étaient des restes des densités et températures très élevées peu de temps après le Big Bang. Ils n’ont pas encore trouvé les particules réelles, ils sont probablement des WIMPS, des particules massives qui interagissent faiblement. Que l’un d’eux traverse la terre et nous à tout moment. Ils les recherchent. Mais rien n’indique qu’ils disparaissent et se transforment en énergie sombre. Ou vice versa, nous ne le voyons pas augmenter.

3) L’énergie sombre est largement couverte par Lawrence. On estime qu’il a la même densité maintenant et dans le passé, et en fait la quantité totale augmente à mesure que l’univers se développe et que plus d’espace et de volume est créé. Elle représente environ 70% de la masse-énergie de l’univers, la densité est constante et l’énergie sombre totale augmente donc avec le volume de l’univers, Ie, comme

R 3

. À mesure qu’il augmente, le taux d’expansion de l’univers augmente – l’expansion de notre univers s’accélère. L’énergie sombre ne peut pas diminuer, al, nos observations et mesures sont cohérentes avec ce que Lawrence et moi avons décrit. Nous savons que l’accélération à une époque antérieure était moindre – lorsque nous regardons les galaxies il y a 5 milliards d’années-lumière, nous voyons à quoi elles ressemblaient il y a 5 milliards d’années. Nous pouvons donc voir l’accélération dans le temps, et elle est cohérente avec la densité de la matière noire étant constante et le total augmentant avec le volume de l’univers.

4) Oui, l’énergie sombre est plus mystérieuse que la matière noire et une bête totalement différente. C’est comme Lawrence déclare très probablement un champ quantique résultant de la propriété quantique de l’espace-temps, ou dit plus intuitivement, l’énergie réelle de l’espace. Les gens cherchent des indices de ce que cela pourrait être, mais il n’y a même pas une bonne théorie de l’espace-temps quantique, ou comme on l’appelle généralement, la gravité quantique. Certaines spéculations quantiques sont que ce sont les fluctuations du vide de l’espace vide. Le souhaiter en le faisant se désintégrer en matière noire n’est pas une possibilité, il ne se désintègre pas, ne diminue ni ne se transforme en tout ce que nous pouvons comprendre.

Vous pouvez rechercher sur Wikipedia l’énergie noire et la matière noire, et l’expansion de l’univers, cela vous en dira plus. Espérons que cela aide à comprendre les faits simples et la justification de ce qui est décrit pour ces deux entités sombres.


 Lawrence B. Crowell

Une grande différence entre l’énergie noire et la matière noire est leur distribution dans l’espace. L’énergie sombre est une énergie de vide qui définit la constante cosmologique

Λ = 8 π g ρ / c 2

, qui si très petit. Jusqu’à présent, l’énergie sombre semble être d’une distribution absolument homogène et isotrope. Cela semble être quelque chose d’intrinsèque à la structure du vide de l’univers. La matière noire en revanche est inhomogène et existe en touffes. L’amas de galaxies Bullet est dû à une collision de deux amas de galaxies, et la matière lumineuse s’est agglomérée et ralentie, tandis que la matière noire de ces derniers continue de se déplacer. La matière noire est observée par la lentille Einstein de sources éloignées. Le cluster Abell 520 a des signatures similaires.

La matière noire est alors probablement due à une sorte de particule ou de champ. L’énergie sombre est très probablement une manifestation du vide quantique, bien que les détails de cela ne soient pas bien connus. Il y a une théorie de Steinhardt appelée quintessence qui a des états le champ scalaire qui définit la constante cosmologique

Λ = Λ ( ϕ , ϕ )

est une sorte de champ de particules qui a des variations. La constante cosmologique a

p = w ρ

pour

ρ

l’énergie du vide et

p

pression. Actuellement, on pense que cela a une constante

w = 1

, mais la qunitessence a

w   =   p ρ   =   1/2 Q ˙ 2     V ( Q ) 1/2 Q ˙ 2   +   V ( Q ) ,

w = p ρ = 1 / 2 Q ˙ 2 V ( Q ) 1 / 2 Q ˙ 2 + V ( Q ) ,

pour

Q

ce champ de quintessence. Cela signifie que le terme cosmologique

Λ

est une variable dynamique avec le temps et l’espace. La dérivée temporelle est

/ s

est développé en variables de coordonnées, ce qui signifie que ce champ de quintessence est dynamique. Certains interprètent la matière noire de cette façon.

La quintessence n’est généralement pas prise très fortement. Certaines données cosmologiques ne soutiennent pas fortement cette hypothèse. On pourrait se demander pourquoi dans un espace vide nous avons

w 1

, mais à proximité de galaxies, d’amas de galaxies et de halos on aurait alors

w > 0

avec une pression positive qui se comporte comme de la matière.


 kpv

Le fait est qu’aucun corps ne sait ce que sont la matière noire et l’énergie noire. Ce sont des noms donnés aux causes de deux phénomènes différents.

La matière noire est le nom donné à l’origine à l’entité qui provoque la courbe de rotation uniforme des galaxies spirales. Il a également fini par expliquer les rotations des grappes, les lentilles gravitationnelles excessives, etc. C’est donc un nom utilisé pour la gravité excessive qui ne peut pas être attribuée à la matière visible ou baryonique. Si nous l’appelions matière transparente, ou matière invisible ou matière non détectée, cela ne ferait aucune différence. Jusqu’à présent, nous ne savons pas ce que c’est réellement. C’est une chose qui n’était pas prévue par GR. En plus d’être invisible / transparent, il est également non interactif par contact physique. Interagissez uniquement par gravité (jusqu’à ce qu’il soit détecté). C’est pourquoi il n’a pas encore été possible de le détecter. Il est également «froid», ce qui signifie qu’il n’interagit pas avec les ondes EM et n’émet ni n’absorbe donc aucune radiation. Ces propriétés (étant transparentes, froides et non interactives) ressemblent à celles de l’espace vide plus que toute autre chose.

L’énergie noire est le nom donné à l’entité qui provoque l’expansion de l’univers (peut être à un rythme accéléré à l’heure actuelle). Même histoire ici – nous ne savons pas ce que c’est. Si nous l’appelons autrement, cela ne changerait rien. C’est pourquoi certaines personnes y font référence comme constante cosmologique. Donc, cela a peut-être été prédit par GR et a ensuite été rétracté.

Parce que les effets sont si opposés (gravité excessive vs gravité négative), il est peu probable que l’un passe à l’autre.

L’énergie sombre est déjà acceptée par la plupart comme une propriété de l’espace.

Tant qu’il n’est pas détecté et prouvé, il ne devrait y avoir aucun problème à considérer la matière noire, un état d’espace vide.

Pour éviter toute confusion, nous avons besoin d’un nom cohérent, donc la matière noire et l’énergie noire sont les noms utilisés.

peterh

Votre réponse me convient, mais puis-je avoir un désaccord mineur: je pense que l’énergie sombre est un champ, tout comme les Higgs ou le champ électromagnétique. Je pense que cela en utilisant le rasoir d’Occam: si tout est sur le terrain, il n’y a aucune raison de penser qu’un phénomène semblable à un champ n’en serait pas un.

kpv

@peterh: Je ne pense pas que ce soit un désaccord du tout. Je l’ai laissé ouvert pour être tout ce qui donne le même effet. Donc, ça peut aussi être un champ. Cependant, l’univers entre dans des phases d’expansion accélérée et ralentie. Le dernier passage d’une expansion ralentie à une accélération de l’expansion devait se produire il y a 5 milliards d’années. Donc, si un champ, il doit être un avec un signe fluctuant.

 

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