Compte rendu de la réunion du 21 juin 2003

La Matière noire (C. Picard et B. Lempel)

C. Picard a tout d'abord présenté différentes observations qui mettent en relief un manque important de matière dans l'univers. On remarque en particulier :

• Un manque de matière visible croissant avec la dimension des structures : le rapport masse/luminosité des amas de galaxies est estimé par exemple à environ 100 fois celui de notre environnement proche,

• Une stabilité des vitesses des étoiles et des nuages de gaz autour des galaxies, alors que ces vitesses devraient théoriquement décroître avec l'éloignement ; il faut imaginer un immense halo sphérique de matière non visible pour expliquer les mesures,

• Un manque de matière observable pour retenir les halos de gaz chauds observés en X autour des galaxies et pour expliquer l'ampleur des phénomènes de lentilles gravitationnelles.

• L'impossibilité de modéliser la formation des premières structures, dans un univers jeune, dans les délais requis, avec la seule matière visible

• Enfin l'estimation des paramètres cosmologiques par observation du fond diffus cosmologique, par l'étude des supernovae de type Ia, etc...qui aboutit à estimer globalement à 27% la densité totale de matière, dont seulement 4% serait de la matière baryonique ordinaire (derniers résultats fournis récemment par WMAP).

Il est rappelé ensuite que la recherche de matière ordinaire, en particulier la recherche de petits objets (naines brunes) ou d'objets compacts (restes d'étoiles) non visibles, dans le cadre du projet EROS par exemple, ne permet pas de trouver la masse recherchée en quantité suffisante, loin de là.

Les neutrinos, dont on pense maintenant qu'ils sont massifs, apportent une contribution limitée qui ne devrait pas dépasser celle de la matière ordinaire, semble-t-il.

Enfin, la recherche de particules exotiques (les WIMP's) s'effectue à l'aide de diverses expériences comme Edelweiss, mais n'a donné lieu pour le moment à aucune découverte confirmée.

Nous restons donc sans savoir ce qu'est cette matière noire, qui représente quand même de l'ordre de 23% de la densité totale de l'univers, à comparer aux 4% de la matière ordinaire, d'après les résultats les plus récents. Il n'est pas impossible qu'un aspect fondamental de la physique nous échappe.

Il se pourrait ainsi que des propriétés géométriques de l'espace-temps expliquent les phénomènes observés, sans avoir besoin d'une matière aux caractéristiques inhabituelles. Laurent Nottale le pense en effet et son espace-temps fractal engendrerait un champ complémentaire au champ gravitationnel, ce qui assurerait une vitesse de rotation constante autour des galaxies. Mais il lui, reste à finir de valider sa théorie avec les autres phénomènes évoqués ci-dessus.

B. Lempel a présenté ensuite la théorie de M. Milgrom : MOND (Modified Newtonian Dynamic). Cette théorie suppose que la seconde loi de Newton (F = m g ) est inexacte pour les très petites accélérations. Cette nouvelle définition permet de retrouver le champ de vitesse autour des galaxies. Ceci dit, elle ne peut pas être reliée à la Relativité Générale et il semblerait bien que MOND n'ait jamais expliqué grand chose de plus que les vitesses, ce pourquoi elle a été construite. Elle reste donc très peu convaincante.

B. Lempel remarque par ailleurs que l'on n'explique pas vraiment le ralentissement constaté lorsque l'on se rapproche du centre des galaxies. Il lui semble que ce phénomène inexpliqué pourrait être engendré par une sorte de "viscosité" du milieu lié à l'augmentation de la concentration de matière et, peut-être à des phénomènes électromagnétiques souvent négligés. Son argumentation a été fortement contestée.

Activité fin 2003/début 2004

La Commission Cosmologie a été créée il y a deux ans maintenant.

On peut dire aujourd'hui que c'est un succès, avec une soixantaine d'inscrits, quinze réunions tenues avec 20 ou 25 présents à chaque fois, une trentaine aujourd'hui.

Après ce démarrage réussi, la Commission doit maintenant trouver son régime de croisière. Les propositions suivantes ont été présentées et retenues:

1. Champ d'activité

La cosmologie reste bien sûr la matière principale et prioritaire.

La Commission abordera également des sujets d'astrophysique, liés ou non à des préoccupations cosmologiques.

Des études personnelles de membres de la Commission continueront à pouvoir y être présentées, sous réserve de rentrer dans l'un des deux cadres précédents et de ne pas être trop fantaisistes.

2. Réunions

Leur fréquence sera ramenée à une réunion tous les deux mois, le samedi, en milieu de mois généralement, a priori en janvier, mars, mai, fin juin, septembre et novembre. Des réunions exceptionnelles pourront être envisagées si les circonstance l'exigent.

Il est tout à fait souhaitable que davantage de personnes s'investissent, quelque soit le sujet. Il n'est pas du tout indispensable de viser systématiquement à traiter des sujets vastes ou complexes, mais nous sommes également intéressés à des notes de lecture, à des réflexions historiques et philosophiques, etc…

On essaiera enfin de continuer à obtenir au moins une intervention de professionnels chaque année.

3. Présentation des exposés

Il faut pouvoir répondre à des demandes variées, à des personnes qui découvrent la matière, et à des amateurs éclairés, à de nouveaux arrivants et à des anciens de la première heure, à des littéraires et des scientifiques, etc…

Pour cela, un effort sera fait au niveau des ordres du jour et, par ailleurs il est demandé de prévoir systématiquement pour chaque sujet présenté :

• Un volet pédagogique évoquant les connaissances de base,

• Des approfondissements de certains aspects,

• L'actualité récente.

4 . Cosmo-Info

Notre bulletin de liaison ne paraîtra plus. On pourra se reporter à la nouvelle rubrique "Actualités" de l'Astronomie en ce qui concerne les news. Les informations spécifiques à la Commission seront transmises par messagerie.

5. Supports informatiques

Internet est notre outil de communication privilégié.

Il est clair que les personnes non-équipées ne disposeront pas des mêmes services. Elles continueront à recevoir les convocations et les comptes rendus, mais les présentations par exemple ne seront disponibles que sur notre site.

Le site de la Commission, notre mémoire, pourra bientôt être hébergé par l'IAP. A cette occasion, il sera refondu et J. Fric pilotera l'opération avec l'aide de bonnes volontés. Une réunion sera organisée début septembre sur le sujet, avec J. Fric, B. Lempel, D. Cypris, F. Perrin et C. Picard.

6. Venue de Mr Narlikar

Il viendra à Paris et donnera une série de cours au Collège de France. L'idée de B. Lempel est d'enregistrer et de traduire ses cours. L'opération a reçu le feu vert de JC Pecker, mais reste à finaliser à partir de la rentrée. Trois personnes (D. Pierson, P. Schuler et M. Hulot) pourraient nous aider aux traductions

7. Calendrier

13 septembre 2003

Orbites particulières (G. Hoynant)

15 novembre 2003

Initiation à la théorie des cordes (F. Perrin)

17 janvier 2004

De l'univers proche à l'univers lointain : les galaxies bleues riches en gaz

(D. Kunth-IAP- sous réserve d'une confirmation en septembre.)

A défaut :

Le principe de Mach (J. Fric)

mi-mars 2004, mi-mai 2004, fin juin 2004

Programmes à préciser

Autres sujets

La constante de Hubble ( B. Lempel, à partir de janvier 2004)

L'inflation : recherche en cours d'un présentateur extérieur

La vision de JC Pecker sur la cosmologie moderne : accord de principe pour 2004

La formation des galaxies : état de l'art

Le fond diffus infra-rouge

Les phénomènes d'accrétion (J. Gunther)

Les ondes gravitationnelles et leurs capteurs

Les sursauts gamma (C. Picard)

Les astres compacts

Le weack lensing

La relativité d'échelle

Les univers parallèles(Linde)

Histoire et philosophie de la cosmologie

Etc….