les nouveaux principes

3 – Durée de vie des astres et « matière refroidie noire »

La conception d’un univers non daté et le principe de création permanente des astres autorisent la cohabitation d’astres d’âges variables sur une période de temps extrêmement longue, très nettement supérieure à l’âge supposé de l’Univers (13.7 milliards d’années).

Par ailleurs, la durée de vie d’une étoile active et bien plus courte que sa période de refroidissement et elle peut demeurer des dizaines de milliards d’années au stade tellurique ou gazeux froid. L’astrophysique standard ne peut imaginer que le refroidissement des astres puisse s’étendre sur des durées dépassant la centaine de milliards d’années.

Nous devons à la suite rallonger considérablement l’âge d’une galaxie compte tenu de la proportion élevée de cette matière, relativement à celle qui est visible. Il s’en suit que les astres froids constituants une « matière noire  » sont bien plus nombreux que les corps actifs, chauds et visibles.

Il est évident qu’un astre  froid ayant cessé toute activité, peut demeurer à l’état de caillou astral pendant un temps extrêmement long avant d’atteindre la température de la substance de l’espace. N’ayant plus aucune réaction,  sa durée de vie n’étant pas limitée par une quelconque contrainte énergétique, il peut ainsi s’éterniser comme astre mort, ce qui explique que l’Univers soit un grand cimetière où les  cadavres d’astres sont plus nombreux que les corps actifs. Leur destin est de rejoindre le centre de la galaxie où ils seront à absorbés par le trou noir et détruits (voir ch.12).

Ce schéma peut être illustré par notre système solaire qui se compose de planètes mortes (Mercure, Lune), d’astres telluriques froids ou en cours de refroidissement (Terre, Mars, Vénus) et de planètes gazeuses froides qui constituent toute de la « matière noire » non active. Leur destin est de se rapprocher lentement du Soleil sur lequel elles devraient se fracasser. Lorsque le Soleil à son tour cessera de rayonner et deviendra un astre mort, l’ensemble du système sera transformé en « matière noire » non détectable dans le visible.

Dans le cas de la Terre, son refroidissement sera bien plus long que la durée estimée : la chute de sa température va suivre celle du Soleil et elle devrait se fracasser sur celui-ci. Le cœur des galaxies va donc concentrer une masse de plus en plus importante d’astres et de débris d’astres froids et se constituer en « trou noir »

En conséquence: il devrait exister une corrélation très étroite entre la jeunesse d’une galaxie, la quantité d’étoiles brillantes et actives qui la composent et la faiblesse de la masse de matière noire mesurée. Plus une galaxie est jeune est moins sa rotation devrait être perturbée par la présence de matière noire. Cette hypothèse est effectivement vérifiée car :

« Les galaxies les plus lumineuses semblent avoir beaucoup moins de matière noire. Dans les cas extrêmes de galaxies très lumineuses, il est même possible de se passer quasi totalement de matière noire. Par contre, pour les galaxies peu lumineuses, c’est le contraire: la contribution du halo domine et l’essentiel du mouvement paraît dû à la matière sombre. (A.Bouquet & E. Monnier,  » Matière noire » p.110 ed. Quai des sciences). »

En définitive, il existe une masse importante d’astres morts et éteints, surtout concentrés dans le cœur des vieilles galaxies et à fortiori des amas de galaxies. Puisque les étoiles – et les galaxies – les plus âgées ont rejoint le plus tôt le centre de  l’amas, il s’en suit que la matière invisible de ces astres froids et éteints doit être de moins en moins importante à mesure qu’on s’éloigne de ce centre, ce que démontre l’observation ci-dessous:

« L’équipe internationale d’astronomes, rassemblée autour de Jean-Paul Kneib vient de cartographier la matière noire dans l’amas de galaxies Cl0024+1654, exercice difficile puisque par définition cette matière n’émet pas de lumière. Pour réaliser les images de l’amas et des galaxies d’arrière-plan, plus de 120 heures d’observations avec le télescope spatial Hubble ont été nécessaires. Bien que distant d’environ 4.5 milliards d’années lumières, cet amas massif occupe sur le ciel une surface comparable à la taille de la pleine lune. Ce travail montre que la densité de matière noire à grande échelle chute fortement quand on s’éloigne du centre de l’amas. Ce résultat est en cohérence avec les simulations numériques les plus récentes. »

Mais on ne saurait expliquer le phénomène mystérieux de la matière noire proprement dite par la seule présence de ces astres morts et éteints (voir paragraphe suivant).

4 – La matière noire en question

La matière noire (ou matière sombre), désigne une catégorie de matière hypothétique jusqu’à présent non détectée, invoquée pour rendre compte d’observations, notamment les estimations de masse des galaxies.

Le problème est de comparer la masse dynamique et la masse lumineuse des amas de galaxies. Il s’agit de savoir si la « masse lumineuse », c’est-à-dire la masse qui est déduite de la présence des étoiles, est bien égale (à quelques corrections près) à la masse dynamique.

Or, on observa que les étoiles situées à la périphérie de certaines galaxies  —semblent tourner trop vite, les  vitesses ne décroissaient pas alors que l’on s’éloignait du centre. Une explication possible était d’imaginer l’existence d’un gigantesque halo de matière non visible entourant les galaxies ; un halo qui représenterait jusqu’à près de 90 % de la masse totale de la galaxie, voire plus dans certaines galaxies naine.

Toutes sortes d’hypothèses ont été proposées concernant la nature de cette « autre » que la matière, laquelle, puisque constituant près de 90% de la masse totale, devrait être facilement détectable dans notre environnement. Tel n’est pas le cas et il faut s’en tenir au principe de simplicité de la nature pour ce qui concerne ses fondements : il n’existe qu’un seul type de matière parfaitement connu.

Dès lors, le problème de la masse noire manquante ne peut relever que d’une question de dynamique et d’interprétation consécutive du fonctionnement de la gravitation ; Et plus précisément du mode de constitution des galaxies.

En effet, une galaxie ne nait pas spontanément déjà structurée telle que nous l’observons actuellement, mais résulte d’un lent regroupement des étoiles qui s’y agrègent.

Ces étoiles naissent  dans des zones très dispersées et acquièrent lors de leur création une vitesse propre de déplacement  (on a observé des étoiles solitaires circulant au 1/3 de la vitesse de la lumière). Lorsqu’elles parviennent dans la zone d’attirance d’un grand attracteur (un regroupement d’étoiles déjà effectué) elles conservent leur propre vitesse. Mais elles se trouvent  freinées par la force centripète de ce grand attracteur s’opposant à la force centrifuge de fuite de ces astres.

L’erreur est de croire que l’intégralité du mouvement de rotation de ces astres nouvellement agrégés est due à la force d’attraction. Tout au contraire, cette force a pour effet de contrarier le mouvement autonome de l’astre qui va perdre progressivement sa vitesse pour finalement acquérir une rotation de type képlérien comme dans le système solaire. Il en est ainsi pour tout corps doté d’une vitesse propre et qui se trouve dévié à proximité d’un champ de gravitation et qui peut, selon sa vitesse, soit poursuivre sa course incurvée, soit être satellisé.

Dès lors, il semble tout à fait normal que les étoiles les plus excentrées tournent plus vite, sur un mode qui échappe aux calculs de l’attraction gravitationnelle puisque nous avons en présence deux forces qui se contrarient.

Ce phénomène est particulièrement sensible pour les galaxies naines puisque constituées d’étoiles plutôt jeunes et s’étant assemblées en un temps relativement proche. (Et si ces galaxies brillent bien peu c’est le nombre d’étoiles qui les composent est peu important relativement aux galaxies « classiques »)

Il s’agit d’interpréter autrement le fonctionnement de la force de gravitation. En effet, jusqu’à présent nous l’avons analysé à l’état statique, comme achevée, pour un système d’astres déjà constitué comme l’est le système solaire. Pour une galaxie en formation nous devons l’interpréter de façon dynamique,  en train de s’exercer pour s’établir progressivement dans le durable et le stable. La gravitation fonctionne comme seule force d’action et l’inertie centrifuge appartient à l’astre lui-même comme son mouvement propre. Il est donc erroné de croire que la gravitation est la seule force s’étant exercée dès l’origine de l’astre pour le mouvoir.

Les galaxies les plus lumineuses semblent avoir beaucoup moins de matière noire. Dans les cas extrêmes de galaxies très lumineuses, il est même possible de se passer quasi totalement de matière noire. Par contre, pour les galaxies peu lumineuses, c’est le contraire: la contribution du halo domine et l’essentiel du mouvement paraît dû à la matière sombre.

Il existe une corrélation très étroite entre l’âge des galaxies, leur brillance et la quantité de matière noire mesurée.

Deux raisons à cela : 1) la masse d’une galaxie est mesurée par détection des étoiles visibles qui diminuent donc avec  son âge. 2) Les astres ont une vitesse de rotation qui diminue avec l’âge. Les étoiles jeunes nouvellement agrégées à une vieille galaxie ont un déplacement RELATIF plus accéléré. Dans les formations d’étoiles jeunes celles-ci gardent une fraction e leur vitesse propre qui sera progressivement ralentie par l’effet de la gravitation.

5 – Limite de l’univers visible, le rayonnement dit fossile et le paradoxe d’Olbers

a) Limite de l’univers visible

Il existe une distance dans un Univers  non fini, au-delà de laquelle aucune lumière visible ne pourra jamais nous parvenir pour nous signaler l’existence d’autres mondes. Cette limite à notre perception constitue la borne ultime de notre Univers. Il en résulte également qu’au-delà de cette Univers visible,  nous devrions recevoir, à mesure qu’on s’en éloigne, des ondes de longueur de plus en plus faible, infra rouge et ondes radio. (Voir confirmation dans « Preuves » expériences)

Ce que la théorie du big-bang conçoit comme la limite de l’univers déterminée à partir de son âge supposé (env. 13 milliards d’années) s’interprète dans la nouvelle théorie comme la limite de l’Univers visible, perceptible. La finitude de l’Univers que suppose la théorie standard reste une hypothèse de type métaphysique.

Le problème posé par le paradoxe d’Olbers peut se comprendre simplement : un photon de lumière se déplaçant dans un espace vide ne rencontrant aucune résistance devrait garder toute son énergie si bien que le plus lointain serait aussi brillant que le plus proche. Pour la relativité et la cosmologie moderne, l’espace étant vide, il ne coute rien en énergie pour le traverser. C’est cette conception de l’espace inerte qui est à l’origine du paradoxe d’Olbers de sorte que le problème à résoudre surgit du cœur de la théorie elle-même.

S’il s’observe une  décroissance rapide de la luminosité des galaxies en fonction du décalage vers le rouge, c’est bien que le photon perd en cours de route son énergie. Il nous faut donc trouver une cause différente que cette idée d’un étirement de l’espace en expansion. Il nous faut recourir aux propriétés de l’espace et à ses effets sur les corps qui le traversent. Si on attribue à la prématière remplissant l’espace des propriétés de résistance au mouvement et on explique aisément la perte d’énergie du photon proportionnel à la distance.

Dès lors, dans un univers sans limite, les photons les plus lointains ne nous parviendront JAMAIS : il existe donc une frontière qui est celle de l’univers perceptible. Mais cette frontière n’est pas celle d’une fin d’univers comme l’envisage la théorie actuelle pour laquelle au-delà des astres les plus jeunes nés au début du big-bang, il n’existe plus qu’un néant sans espace. La théorie de la prématière nous permet d’éviter cette aporie d’un univers fini qui ouvre sur le « Rien », comme celle d’une naissance d’un cosmos à partir du « Rien ».

Le paradoxe d’Olbers est ainsi très aisément explicable dans le cadre de la théorie des nouveaux principes : si le ciel n’est pas dans toutes les directions illuminé, c’est que la lumières des astres situés au-delà de cette borne du visible, ne peut nous parvenir. Ceci autorise un univers non fini dans toutes les directions. Mais, le paradoxe d’Olbers se réalise si on examine la distribution des rayonnements dits fossiles.

b)  Origine des rayonnements dits fossiles et l’univers infini

1) Le fond diffus cosmologique est le nom donné par l’astrophysique standard au rayonnement électromagnétique issu, de la cosmologie, de l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers par le passé, le Big Bang. Bien qu’issu d’une époque très chaude, ce rayonnement a été dilué et refroidi par l’expansion de l’Univers et possède désormais une température très basse de 2,728 K (-270,424 °C).

Un rayonnement EM se compose d’un photon accompagné de ses ondes qui se déplacent à 300.000 km/s. Selon la physique standard dans un espace vide il conserve sa structure, son énergie, sa vitesse. Mais le rayonnement fossile a, quant à lui, perdu 1000 fois son énergie rayonnante au cours de son voyage. La cause en serait l’expansion de l’espace qui produirait un effet mécanique d’étirement des ondes. Il faut dénoncer cette ineptie  qui consiste à attribuer à l’espace vide le comportement matériel d’une matière élastique. De même on remarquera  qu’ ’un photon devant nécessairement aller plus vite que la vitesse d’expansion de l’espace (et de la matière) il devrait se trouver bien loin devant la dernière des galaxies. On ne comprendrait pas en effet comment ce photon resterait « sur place «  pendant l’étirement de sa longueur d’onde provoqué par l’expansion de l’espace.

c) Il s’agira donc d’interpréter autrement l’origine de ce fond diffus cosmologique et pour cela recourir au paradoxe d’Olbers. Selon celui-ci notre horizon devrait être entièrement lumineux, puisque nous parviendrait les photons des astres les plus lointains. En chaque point de l’espace, nous serions sûrs de rencontrer la lumière d’un astre.

Or, ce qui nous parvient de toutes les directions de l’espace, ce n’est pas la lumière  des astres visibles, mais le rayonnement « fatigué » des astres invisibles situés dans l’infini de l’espace. Et cette perte d’énergie de la lumière a pour cause – nous l’avons démontré – la résistance qu’oppose la substance de l’espace à un corps que la traverse.

Ces rayons dits fossiles nous démontrent que l’univers est vraiment infini. Par contre nous ne percevons pas les photons ayant achevé leur voyage et qui se sont étalés pour disparaître dans la prématière de l’espace.

Dès lors, le paradoxe d’Olbers n’en est plus un puisque les rayonnements fossiles sont en effet perceptibles dans toutes les directions. Ils sont donc bien la preuve que l’espace n’a pas de frontière, qu’il est réellement infini puisque les astres les plus lointainement situés nous envoient leurs rayonnements et qu’en chaque point de cet espace, si on le poursuit indéfiniment, nous sommes assurés de rencontrer un astre émetteur.

Si ne nous parviennent pas un dégradé de rayonnements correspondant aux astres plus ou moins lointains, c’est que ceux-ci ne sont pas répartis conjointement sur un même rayon à égal distance de l’observateur. Par contre (voir les observations suivantes) nous pouvons percevoir dans le très lointain des lumières infrarouges de très basse énergie très dispersées

1 -  Compte rendu d’observations : limites de l’univers perceptible.

Les scientifiques, en utilisant le télescope spatial Spitzer, pourraient avoir capturé les images des premières étoiles dans l’Univers, entrevoyant une époque de plus de 13 milliards d’années. Cette lumière pourrait être les toutes premières étoiles ou peut-être du gaz chaud tombant dans les premiers trous noirs. La lumière est trop éloignée et faible pour résoudre des objets individuels. Les scientifiques théorisent que l’espace, le temps et la matière proviennent d’un Big Bang il y a 13,7 milliards d’années. Près de 200 millions d’années se seraient passées avant l’ère des premières lumières des étoiles. Une observation de 10 heures par la caméra infrarouge du Spitzer dans la constellation Draco a capturé un rougeoiement diffus de lumière infrarouge, plus basse en énergie que la lumière optique et invisible pour nous.

L’équipe Goddard dit que ce rougeoiement est probablement d’étoiles de la Population III, une hypothétique classe d’étoiles dont on pense qu’elles se sont formées avant toutes les autres. Les théoriciens disent que les premières étoiles étaient probablement plus de cent fois plus massives que notre Soleil et extrêmement chaudes, brillantes et de courte vie, chacune brûlant seulement quelques millions d’années.

La lumière ultraviolette que les étoiles de la Population III ont été émises serait décalée vers le rouge, ou étendue aux énergies plus basses, par l’expansion de l’Univers. Cette lumière devrait maintenant être détectable dans l’infrarouge. Cette nouvelle découverte du Spitzer est en accord avec les observations du satellite COBE (Cosmic Background Explorer) des années 1990 qui suggéraient qu’il puisse y avoir un fond infrarouge qui ne pouvait pas être attribué aux étoiles connues.

Commentaires :

Il existe une distance dans un Univers infini, au-delà de laquelle aucune lumière visible ne pourra jamais nous parvenir pour nous signaler l’existence d’autres mondes. Cette limite à notre perception constitue la borne ultime de notre Univers. Il en résulte également qu’au-delà de cette Univers visible,  nous devrions recevoir, à mesure qu’on s’en éloigne, des ondes de longueur de plus en plus faible, infra rouge et ondes radio.

2 -  Compte rendu d’observations :

Des galaxies « cachées » responsables de 80% du fond de rayonnement diffus infrarouge remplissant le ciel viennent d’être identifiées, grâce à une nouvelle méthode indirecte d’analyse des données du satellite Spitzer de la NASA.

L’Univers baigne dans un rayonnement diffus composé de photons radios et infrarouges. Le rayonnement radio, appelé rayonnement fossile, est très intense et a été produit aux époques les plus anciennes de l’histoire de l’Univers. Le rayonnement infrarouge, ou fond diffus extragalactique, a quant à lui pour origine la lumière émise par les galaxies depuis leur formation. Il a été découvert il y a 10 ans grâce au satellite COBE (NASA) par une équipe de l’IAS menée par Jean-Loup Puget. Mais ce rayonnement diffus provient de galaxies dont la plupart  restaient invisibles aux télescopes. La quête de ces galaxies « cachées » s’est donc engagée, dans l’espoir d’améliorer les connaissances sur les processus physiques aboutissant à la formation et à l’évolution des galaxies.

Des chercheurs de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS – Université Paris Sud) et de l’Université d’Arizona viennent d’obtenir, grâce au photomètre multi bande MIPS du satellite Spitzer de la NASA, les images parmi les plus profondes jamais prises dans l’infrarouge, principalement aux longueurs d’ondes de 24 microns et dans l’infrarouge lointain, à 70 et 160 microns. Grâce aux images à 24 microns, l’équipe a identifié près de 20 000 galaxies, dont certaines de flux apparents très faibles, et donc potentiellement très lointaines. En revanche, presque aucune galaxie n’était détectée sur les images dans l’infrarouge lointain. Or c’est dans ce domaine que les chercheurs pensaient trouver le rayonnement diffus infrarouge le plus intense.

Les chercheurs ont décidé d’additionner sur les ordinateurs de l’IAS les images de plusieurs centaines à  plusieurs milliers de galaxies détectées à 24 microns, afin d’obtenir des sources lumineuses beaucoup plus intenses que le rayonnement individuel de chacune des galaxies. L’équipe a répété cet empilement mais dans l’infrarouge lointain, où les galaxies sont invisibles individuellement. Les mêmes sources y ont été détectées, et constituent la signature recherchée dans l’infrarouge lointain des galaxies « cachées ».

L’analyse précise des images finales a révélé que ces galaxies sont très puissantes. En comptabilisant toute leur énergie, H. Dole et son équipe ont montré qu’elles sont responsables de 80% du fond diffus infrarouge. L’étude a aussi montré que la majorité de ces galaxies sont « à flambée de formation d’étoile » : contrairement à notre Voie Lactée qui forme peu d’étoiles en moyenne, ces galaxies forment, dans des épisodes violents, plusieurs dizaines de masses solaires d’étoiles par an. Il incombera aux prochains satellites astronomiques de trouver les galaxies qui composent les 20% restants, et qui seront peut-être les galaxies primordiales tant recherchées par les scientifiques.

Commentaires :

Ces observations confirment la thèse présentée puisque le rayonnement infrarouge ou fond diffus extragalactique est également perceptible dans le très lointain signalant la présence de galaxies nées bien avant l’âge supposé de l’univers et situées bien après la distance de 13.7

6  -  La mort des astres et la question du cycle de la matière : trous noirs et étoiles à neutrons

a) La théorie contemporaine n’envisage aucun mécanisme de disparition des étoiles inscrit dans un cycle. Nous ne savons rien de l’avenir des naines blanches, étoiles à neutrons ou trous noirs qui semblent constituer l’aboutissement du processus de densification et de refroidissement des astres. Ainsi, lorsque la totalité des astres d’une galaxie seront froids et qu’ils auront été aspirés par un trou noir central du fait de la gravitation,  celui-ci devra atteindre la masse de la galaxie tout entière. (10E 9- 10E13 Ms !) L’astrophysique contemporaine ne décrit aucun mode de disparition d’un astre, on ne sait pas ce que deviennent les corps refroidis sinon qu’ils terminent leur existence en trou noir. Mais que deviennent les trous noirs lorsque cesse toute activité, lorsque tous les astres environnants auront été aspiré (l’étape post quasar ?) Ici, l’astrophysique laisse, en matière de connaissance, un immense « trou noir théorique ! « 

b) De même pour le concept d’étoile à neutrons, la théorie est pour le moins confuse et difficilement acceptable. Cette étoile représente un état écroulé de la matière : des électrons relativistes percutent les noyaux pour donner des neutrons qui ne  connaissent pas la répulsion électrostatique. La matière constitutive de l’étoile à neutrons se comporte comme un superfluide entouré de couches solides de particules libres. Plusieurs critiques peuvent être faites concernant ce type d’étoile :

1) Les neutrons de ces étoiles ne pourront jamais être détectés comme tels puisque ces neutrons condensés se trouvent confinés entre le fer cristallin de surface et le cœur solide. Il est donc impossible d’observer les neutrons internes à l’étoile et ce type d’astre est condamné à rester un objet théorique.

2) Citation  » Dans le cœur d’une étoile massive, les électrons libres constituent un gaz dégénéré dans lequel baignent les noyaux. Il s’ensuit que les électrons peuvent être absorbés par les protons dans le processus β de la première réaction, transformant les protons en neutrons, mais ensuite ces neutrons ne peuvent plus redevenir protons. Les noyaux conservent le même nombre de nucléons (masse atomique A constante), mais leur nombre de protons décroît. Alors, leur énergie de liaison diminue, et ils finissent par se briser. A une densité de 1014 g cm-3, ils sont tous brisés, et les neutrons sont libres. Dans des conditions normales, le neutron libre n’est pas stable, et se désintègre spontanément par la réaction 2. Mais dans les conditions qui règnent dans ces objets compacts, le neutron est stable. « 

Ici, aucune preuve convaincante de la stabilité du neutron n’est apportée, elle est simplement supputée pour les besoins de la théorie. Il ne peut exister que deux état pour un neutron: stable quand il se trouve lié au proton par liaison forte, et  instable lorsque son énergie de masse est perturbée et tend donc soit à être éjecté ( si en nombre excédentaire)pour aboutit au proton, soit à retrouver son état de masse et d’équilibre. La stabilité d’un neutron dans un état superfluide est donc une pure hypothèse.

3) Citation: Au début de l’effondrement, la pression est produite presque exclusivement par les électrons dégénérés. Plus la densité augmente, plus les électrons sont capturés par les protons pour donner des neutrons (avec émission de neutrinos). Les électrons sont ainsi progressivement remplacés par des neutrons, et finalement c’est la pression de dégénérescence des neutrons qui produit pratiquement la pression totale. Le densité centrale est alors de 2 1013 g cm-3. A plus haute densité, 2,4 1014 g cm-3, les noyaux sont pratiquement au contact, et perdent leur individualité. Il reste un gaz de neutrons, contenant quelques protons et électrons (de l’ordre de 1%).

Un gaz de neutrons n’a strictement aucun sens car il serait quasi exclusivement constitué de neutrons instables en train de perdre une fraction de leur masse pour se reconstituer en protons. L’agglomération des neutrons, leur quasi collage, est une hypothèse qui n’a jamais pu être vérifiée par une expérience dans un accélérateur de particules. Un gaz constitué uniquement de neutrons n’a jamais été observé, fabriqué, et reste un objet hypothétique. Il ne peut exister d’atome ni de masse  constitués uniquement de neutrons.  Le neutron interne au noyau est une particule stable et son extraction provoque sa décomposition en proton en une quinzaine de minutes. Un atome ne saurait par ailleurs comporter un nombre anormalement élevé de neutrons sans se décomposer et/ou éjecter les neutrons en surnombre.

4) Citation :  » La nature précise de l’interaction forte n’est pas connue à très courte distance : on sait qu’elle est attractive à des distances de l’ordre du fermi (distance entre deux nucléons dans la matière normale), et devient répulsive plus près, vers 0,3 fermi »

Entre deux nucléons (proton, neutron) la force forte devient d’autant plus répulsive qu’ils sont rapprochés sous l’effet notamment de la pression de gravitation. Pour expliquer la haute densité et donc le rapprochement neutron/neutron, il faut nécessairement éliminer le rôle de l’interaction forte, et mettre en présence des nucléons n’ayant aucun rapport de répulsion entre eux. Il faut  inventer le statut ad hoc de neutron stable pouvant à la limite s’agglutiner comme un boson.

Cet état prétendument superfluide n’a jamais été observé que pour l’hélium et on n’a pas assisté pour autant à la décomposition des protons en neutrons.

Pour toutes ces raisons nous pensons que la théorie de l’étoile à neutrons représente une très belle  et complexe construction mathématique mais qui risque bien de ne jamais recevoir  confirmation par son observation effective (et non supposée !).

Il faut alors envisager d’autres explications pour ces étoiles très chaudes de haute densité. Pour la  théorie des nouveaux principes de physique, les pulsars (qui seraient des étoiles à neutrons selon la théorie standard) sont des étoiles jeunes (et non en fin de vie !) possédant un cœur photonique de très haute densité (ce qui explique leur très forte température) et synthétisant dans un premier temps des éléments lourds (ce qui explique l’abondance du fer en surface). Ici, la nouvelle théorie est réellement en accord avec les observations.

Pour les astres éteints,  la « matière noire » non active leur destin est de se rapprocher lentement du centre de la galaxie. . Lorsque le Soleil à son tour cessera de rayonner et deviendra un astre mort, l’ensemble du système sera transformé en « matière noire » non détectable dans le visible.

Dans le cas de la Terre, son refroidissement sera bien plus long que la durée estimée : la chute de sa température va suivre celle du Soleil et elle devrait se fracasser sur celui-ci avant même d’atteindre le zéro absolu.

Le cœur des galaxies va donc concentrer une masse de plus en plus importante d’astres et de débris d’astres froids et se constituer en « trou noir »

En conséquence: il devrait exister une corrélation très étroite entre la jeunesse d’une galaxie, la quantité d’étoiles brillantes et actives qui la composent et la faiblesse de la masse de matière noire non active mesurée. Plus une galaxie est jeune est moins sa rotation devrait être perturbée par la présence de matière noire.

***

Malheureusement l’Univers est bien plus uniforme et monotone qu’on peut l’imaginer. Il ne saurait y avoir quelques objets exotiques ou de l’énergie dissimulé autre que celle qui résulte de la mise en mouvement de la substance de l’espace. La quête de l’origine d’une quelconque matière noire ne peut déboucher que sur le constat de l’existence principalement d’une masse d’astres morts et éteints, surtout concentrés dans le cœur des vieilles galaxies et à fortiori des amas de galaxies. Puisque les étoiles – et les galaxies – les plus âgées ont rejoint le plus tôt le centre de  l’amas, il s’en suit que la matière noire invisible de ces astres froids et éteints doit être de moins en moins importante à mesure qu’on s’éloigne de ce centre, ce que démontre l’observation ci-dessous:

« L’équipe internationale d’astronomes, rassemblée autour de Jean-Paul Kneib vient de cartographier la matière noire dans l’amas de galaxies Cl0024+1654, exercice difficile puisque par définition cette matière n’émet pas de lumière. Pour réaliser les images de l’amas et des galaxies d’arrière-plan, plus de 120 heures d’observations avec le télescope spatial Hubble ont été nécessaires. Bien que distant d’environ 4.5 milliards d’années lumières, cet amas massif occupe sur le ciel une surface comparable à la taille de la pleine lune.Ce travail montre que la densité de matière noire à grande échelle chute fortement quand on s’éloigne du centre de l’amas. Ce résultat est en cohérence avec les simulations numériques les plus récentes »

THEORIE ET OBSERVATIONS

1- Observations :

Les trous noirs ne sont pas les seuls objets dans l’Univers qui répandent de puissants jets de leurs pôles. Mortes, les étoiles qui se consument peuvent les émettre, aussi, et les jets qu’elles créent rivalisent et pourraient même surpasser ceux allumés par les trous noirs, selon les scientifiques. En utilisant l’Observatoire de rayons X Chandra, les scientifiques ont repéré le jet à 20.000 années-lumière de la Terre dans Circinus X-1, un système où un cadavre stellaire en rotation connu sous le nom d’étoile à neutrons satellise une étoile normale de plusieurs fois la masse du Soleil. Une étoile à neutrons se forme quand la matière restant d’une explosion de supernova s’effondre en un noyau dense.

De nombreux jets ont été trouvés près des trous noirs, mais le jet de Circinus X-1 est le premier jet étendu de rayons X associé à une étoile à neutrons. Heinz et ses collègues estiment qu’un pourcentage étonnamment élevé de l’énergie créée par la matière tombant sur l’étoile à neutrons est employée pour alimenter le jet. »En termes d’efficacité énergétique à travers l’Univers, ce résultat montre que les étoiles à neutrons sont presque au sommet de la liste. Ce jet est presque aussi efficace qu’un provenant d’un trou noir, » note le membre d’équipe de l’étude Norbert Schulz (Massachusetts Institute of Technology).

Les résultats de Chandra aident également à éclaircir un mystère sur la façon dont les diffus lobes de gaz d’émission radio autour de Circinus X-1 sont créés. Les chercheurs ont trouvé que les jets de rayons X de particules de grande énergie répandues par l’étoile à neutrons du système sont assez puissants pour maintenir les lobes. »Nous avons vu d’énormes nuages radio autour des trous noirs supermassifs aux centres des galaxies, » note Heinz. » Ce qui est inhabituel ici est que cette version de poche, relativement parlant, est alimentée par une étoile à neutrons, pas par un trou noir. »Heinz et son équipe ont repéré deux dispositifs étendus formant comme un « V » dans les observations de Chandra de Circinus X-1 et supposent qu’ils pourraient représenter les murs externes d’un large jet. Une autre possibilité est que les dispositifs représentent deux étroits jets séparés allumés à différents moments car l’étoile à neutrons oscillle en avant et en arrière dans l’espace comme une toupie.

Si ce deuxième scénario est correct, Circinus X-1 aurait un des plus longs et plus étroits jets trouvés jusqu’ici, surpassant même ceux découverts autour des trous noirs.

Source : PGJ – « Nouvelles du Ciel » Juin 2007

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Qu’une étoile à neutrons, considérée comme un « cadavre stellaire » puisse émettre des jets aussi puissants est assez étonnant. Dans la nouvelle théorie, une étoile à neutrons est une étoile jeune. La jeunesse d’une étoile se remarque par sa vitesse de rotation et l’émission de jets aux pôles, ce qui est le cas pour Circinus X-1. Il se trouve ici aussi que les postulats des nouveaux principes sont en accord parfait avec les observations.

Il est à remarquer que les jets en provenance des trous noirs ne sont pas de même nature que ceux des étoiles jeunes. Les jets des trous noirs ne proviennent pas de l’intérieur de l’étoile comme pour des jeunes étoiles mais de l’absorption puis de la réémission de la matière des astres en chute libre. A l’inverse, les astres jeunes produisent eux-mêmes leur propre éléments, ce qui explique que les jets en provenance de Cirinus X-1 soient bien plus puissants que ceux d’un trou noir, différence non expliquée par les auteurs de l’observation ci-dessus.

2 – Observations:

Les observations du télescope spatial Hubble confirment que la distribution des étoiles dans les amas globulaires dépend de leur masse, les plus lourdes se cantonnant au centre, les plus petites masses à la périphérie.

Commentaires:

Ces observations corroborent les postulats de la nouvelle théorie: le regroupement au centre des galaxies et des amas est fonction tout à la fois de l’age et de la masse. Il a été également posé que les trous noirs sont essentiellement constitués d’étoiles froides et non visibles. On doit donc en déduire le nécessaire présence de trous noir au centre des amas globulaires, ce qui a été effectivement observé. Les trous noirs ne sont donc pas constitués d’étoiles à neutrons refroidis mais tout simplement de ces étoiles massives froides, comme il en est repéré dans les amas globulaires. Ces étoiles vieilles deviennent d’autant plus denses qu’elles sont plus froides. La densité des trous noirs est donc lié à l’âge et donc à l’état refroidi des étoiles, ce que postule la nouvelle théorie. Il est a noter que ce refroidissement n’est aucunement lié à une modification de la structure de l’étoile (de type explosif), mais à la cessation progressive, sur plusieurs dizaines de milliards d’années de toute activité nucléaire.

3 – Observations:

L’objet XTE J1118+480, découvert par le satellite X Rossi, s’avère être un trou noir distant de 6000 années lumière. C’est un « microquasar » constitué d’un trou noir et d’une étoile en orbite l’un autour de l’autre, le premier se repaissant de la seconde. Des mesures radio ont montré que cet astre ne tourne pas sagement avec le reste de notre Galaxie mais est animé d’un mouvement anarchique semblable à celui des amas globulaires. On pense d’ailleurs qu’il a été créé à la mort d’une étoile massive dans l’un de ces amas, et qu’il en a été éjecté par suite d’interactions gravitationnelles.

Commentaires :

Le comportement de ce trou noir, semblable aux amas globulaires, indique bien qu’il n’est pas composé d’un astre central unique mais d’une agglomération d’étoiles froides et noires dispersées, ayant un mouvement d’ensemble chaotique.

ANNEXE

LES RAYONNEMENTS FOSSILES IMPOSSIBLES

L’ARTICLE

Lunivers primordial, extrêmement dense et chaud était en état d’équilibre thermique, où l’énergie moyenne des particules de matière, quelle que soit leur nature, et celle du rayonnement est comparable.

Tant que la température de l’univers était plus élevée que la température d’ionisation de l’hydrogène (soit de l’ordre de la dizaine d’électro-volts), les photons étaient continuellement en interaction avec la matière qui absorbait ou émettait de la lumière, ou la diffusait comme dans un brouillard : l’univers se comportait comme un plasma. Le libre parcours moyen des photons était alors très court et ces photons n’ont pas pu nous parvenir directement.

L’expansion de l’univers a ensuite considérablement abaissé cette température, si bien que ces réactions sont devenues de plus en plus rares, au point que les photons n’interagissent plus avec les autres particules : c’est le découplage du rayonnement. Les photons ont alors été figés à la température de l’univers à cette époque, en suivant une distribution de corps noir.

L’univers étant toujours en expansion, cette température a continué à diminuer du fait de l’allongement de la longueur d’onde de ces photons provoqué par la dilatation de l’univers, tout en conservant une distribution de corps noir. Les photons sont ainsi passés du domaine des rayons gammas hautement énergétiques vers le domaine des micro ondes dans lequel ils sont observés aujourd’hui.

Le fond observé aujourd’hui, correspond donc à ce qui est appelé surface de dernière diffusion, au moment où l’Univers s’est suffisamment refroidi pour que la matière sorte de l’état de plasma et que le libre parcours moyen des photons devienne suffisamment grand (ce qui revient à dire que l’Univers devienne transparent), pour qu’ils puissent traverser les distances considérables nécessaires pour être observés de nos jours.

COMMENTAIRES

Nous sommes heureux de savoir que nous avons à portée d’appareil les traces fossiles datant de 13,7 milliards d’Al, ce qui est de nature à rendre jaloux plus d’un paléontologue. Cette conjonction  heureuse entre les calculs mathématiques reliant âge de l’univers, constante de Hubble et température de ces rayons souffre cependant d’un léger défaut à savoir sa traduction dans le réel, sa plausibilité phénoménologique.

Que nous est-il dit en effet ? Que matière est rayonnement cohabitaient jusqu’au moment de leur découplage avec la matière, qu’ils sont devenus indépendants pour aller librement leur propre chemin. Pendant ce temps la matière a commencé son expansion qui a eu pour effet d’allonger la longueur d’onde de ces photons, un peu comme ce fameux ballon de baudruche. Ainsi, l’espace-temps en s’étirant a étendu l’onde des photons.

Or, c’est oublier une caractéristique essentielle des photons de lumière à savoir leur vitesse invariable C. De fait,  l’expansion étant assez lente au début pour ne cesser de s’accélérer, ces photons surgis DANS LE MEME TEMPS que la matière se sont éloignés de celle-ci à une vitesse considérablement plus vite de sorte qu’ils auront échappés à l’effet d’étirement de l’espace provoqué par la seule matière.

Comme on le constate, le photon échappe à T=0 à la dilatation de l’espace

En définitive, outre le fait que nous ne croyons pas à cette mécanique étrange de dilatation d’une onde rigide par la seule action de l’espace, il nous apparait que le photon en  réchappe dès l’origine de son mouvement. Il nous faut donc trouver une tout autre explication quant à la cause du rayonnement de fond de l’univers.