La revue « Pour la science »  de janvier 2011, consacre un article à la matière noire qui peuple l’univers. Il s’agit d’une matière invisible qui se manifeste par le fait qu’elle expliquerait l’expansion de l’univers de manière plus rapide que prévue si l’on ne tient compte que de la matière visible. Il est stipulé que cette matière serait constituée  de WIMP, particules massives inertes interagissant peu. Celles-ci pourraient être le siège de forces suffisamment complexes pour engendrer un monde à part de celui que nous percevons.  Il s’agit d’hypothèses que je me garderais de réfuter. Je me permettrais toutefois d’émettre une autre hypothèse, peut-être encore plus difficile à démonter, ou facile à réfuter,  que celles des deux Américains , Mark Trodden et Jonathan Feng, auteurs de l’article. Je vais quand même tenter de l’argumenter.

Ma thèse est que la matière noire n’existe pas. L’expansion plus rapide que prévue de l’univers serait due à l’imprécision des équations servant au calcul de cette expansion. Notamment la force d’attraction gravitationnelle entre deux masses n’est pas exactement proportionnelle au carré de leur distance (1/d2), mais à une puissance α (1/dα).

Il y a quelques années déjà (1998) que j’ai commis un petit programme informatique permettant de calculer l’évolution dans l’espace d’un ensemble de particules massives soumises uniquement  aux forces gravitationnelles de chacune avec toutes les autres. Il s’agissait d’une simulation d’interactions complexes entre un grand nombre de corps. Rappelons que la force f d’attraction de deux masses m1 et m2 est : f=G.m1.m2/d2 où G est la constante de gravitation universelle et d la distance entre les deux masses. Cette force entraîne la mise en mouvement des masses en question. Le programme permettait de remplacer d2 par dα et de faire varier α.

 

Les deux figures sont des exemples de trajectoires obtenues en faisant varier le paramètre α à partir de répartitions initiales aléatoires des masses. Les conclusions avaient été les suivantes :

i) Des particules, bien qu’attractives, peuvent s’éloigner indéfiniment les unes des autres ; ii) des particules peuvent lier leurs trajectoires sous forme d’hélice, iii) des configurations compactes rappelant la forme des atomes ou des astres peuvent se constituer pour certaines valeurs des paramètres. Ces constatations induisent de nouvelles hypothèses en astrophysique  et en physique quantique : i) le big bang ne serait pas indispensable pour expliquer l’expansion de l’univers ; ii) la dualité onde-corpuscule de la mécanique quantique pourrait être simplement due à des trajectoires duales et hélicoïdales de particules ; iii) l’espace aux niveaux quantiques et cosmologiques pourrait être de dimension fractale et cette propriété suffirait à expliquer certains mécanismes physiques.

En fonction des  valeurs du paramètre α, les trajectoires constituent une  pelote qui grandit plus ou moins rapidement. Ceci laisse entrevoir que la vitesse d’expansion de l’univers est peut-être uniquement liée à ce facteur.

Le facteur 1/d2 dans la formule de la force d’attraction représente en fait l’atténuation de la force d’attraction en fonction de sa « dilution » sur une sphère croissante dont la surface est 4πd2. Le programme mentionné simule des situations où la surface de la sphère augmenterait comme 4πdα. Des valeurs de α différentes de 2 correspondent à des espaces non- euclidiens. Cela semble être le cas aussi bien au niveau microscopique des particules élémentaires qu’au niveau cosmique qui nous intéresse ici. D’après la relativité générale d’Einstein, l’espace est déformé par la présence de la matière. La distance « effective », et donc l’interaction, de deux objets de l’univers  dépend de la déformation de l’espace par les  autres objets placés entre eux. En fait ce facteur α de distance effective est propre à chaque couple de masses (mi, mj) et varie au cours de leurs déplacements individuels. L’influence gravitationnelle d’une masse donnée se déplace dans l’univers sur une « sphère patatoïde ».

Le caractère non euclidien de l’espace interstellaire pourrait donc expliquer aussi bien l’expansion rapide de l’univers, même sans l’impulsion initiale d’un big bang, ainsi que l’émergence de structures complexes.

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