Le détecteur orbital chinois DAMPE détecte des rayons cosmiques qui pourrait indirectement indiquer la présence de matière noire.

À gauche: simulations de la distribution de la matière noire dans l’Univers environ 3 milliards d’années après le Big Bang. À droite: des amas de matière noire (rouge), avec ceux faisant plus de 300 millions de fois la masse du Soleil (en jaune). | Virgo consortium/A. Amblard/ESA

Thomas Boisson

 3 décembre 2017

Article source : trustmyscience.com

La mise en évidence de la matière noire, constituant environ 27% de la densité d’énergie totale de l’univers, est un des enjeux fondamentaux de l’astrophysique moderne.

Tandis que la recherche se poursuit, de nouvelles données acquises par le détecteur orbital chinois DAMPE et publiées le 29 novembre dans Nature (1), bousculent depuis quelques jours la communauté scientifique. En effet, la détection d’une anomalie dans le flux de rayons cosmiques observé pourrait être la signature indirecte de la présence de matière noire.

DAMPE et l’étude des rayons cosmiques de hautes énergies

Le DArk Matter Particle Explorer (DAMPE), lancé le 17 décembre 2015 à 500 km d’altitude, est un détecteur de particules à très hautes énergies optimisé pour l’étude des rayons cosmiques composés d’électrons et de positrons (CREs), ainsi que pour l’étude des rayons gamma. Plus particulièrement, DAMPE est calibré pour des énergies allant jusqu’à 10 TeV.

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Mise à jour investigations ufoetscience, le : 03/12/2017 à 20h52.

Le Spacecraft Voyager pourrait guider les extraterrestres vers la terre .

Le Voyager Golden Record.
Crédit d’Image: NASA

Article  et illustration source: futurism.com/ – traduction sylvain à l’aide de traducteurs en ligne pour 

Une carte simple de Voyager  peut guider les extraterrestres vers la terre. Les sondes Voyager 1 et 2 contiennent chacune une copie de la carte pulsar de Frank Drake, qui pourrait mener la vie intelligente à la Terre. La carte a été réalisée plusieurs années avant les lancements de l’un des vaisseaux spatiaux.  Il y a plus de 40 ans, la NASA a lancé le vaisseau spatial Voyager et un plan a été conçu dans le cas où la vie intelligente voulait trouver son point d’origine. Ce plan impliquait la création d’une carte qui conduirait les chercheurs des sondes Voyager à la Terre. Maintenant, il ne pouvait pas s’agir d’une ancienne carte qui utilisait des directions comme les régions nord, sud, est, ouest ou vagues comme «la troisième planète du Soleil». Au lieu de cela, l’astrophysicien Frank Drake a décidé de créer une carte qui utilisait les pulsars ces massives  étoiles à neutrons qui peuvent vivre pendant des millions d’années. Elles ont souvent l’air de scintiller, mais elles tournent constamment, et ralentissent avec l’âge, et en synchronisant ces scintillements, vous pouvez comprendre leur vitesse de rotation. Comme expliqué par Nadia Drake à National Geographic, un être intelligent qui a trouvé le Voyager et la carte associée pourrait mesurer le taux de rotation actuel d’un pulsar et le comparer au taux d’essorage noté sur la carte, en évaluant en combien de temps la sonde avait voyagé.

Frank Drake et son collègue astrophysicien Carl Sagan en ont décidé en 1971, six ans avant que l’un des Voyager ne soit lancé. 14 pulsars ont été utilisés pour la carte originale, qui contient des lignes reliant chaque pulsar au Soleil en tant que point central. Les taux de rotation individuels des pulsars sont écrits sur les lignes en code binaire, avec l’intégralité de la carte inscrite sur Voyager Golden Record.

« Il y avait une magie sur les pulsars … aucune autre chose dans le ciel n’avait de telles étiquettes sur eux », a expliqué Drake. « Chacun avait sa propre fréquence de pulsation distincte, de sorte qu’il pouvait être identifié par n’importe qui, y compris d’autres créatures après une longue période de temps et loin, loin ». Plus d’une voie pour trouver une planète, la carte de Pulsar n’est pas la seule façon dont nous avons fourni  à la vie extraterrestre avec une façon de nous suivre. Il est largement connu que nous avons envoyé des messages radio et des signaux dans l’espace, y compris le message Arecibo initialement envoyé en 1974. Même des signaux involontaires ont été envoyés par diverses émissions de radio et de télévision au cours des années.

Actuellement, des organisations comme Messaging Extraterrestrial Intelligence (METI) mettent davantage de fonds dans l’envoi de messages supplémentaires aux étoiles, tandis que l’initiative Breakthrough Message encourage un nouveau cycle de débats sur ce qui devrait être dit si / quand on trouve une vie extraterrestre (ou  nous trouvent-t-ils ?). Ces efforts vont jusqu’à la concurrence, pour que les gens présentent les «meilleurs» messages numériques, mais il n’y a aucun plan pour les envoyer tout de suite. Certains sont contre l’idée de laisser continuellement à l’Univers l’assurance que nous sommes ici et comment nous trouver. En ce qui concerne la sonde Voyager, cependant, il est peu probable que la carte atteigne ce but et que n’importe qui qui peut la lire. « Ce qui se passe, c’est quelque chose comme 10 kilomètres (6 milles) par seconde, à quelle vitesse faudrait-il, pour la séparation typique des étoiles ?- Environ un demi-million d’années pour aller d’une étoile à l’autre », a déclaré Drake. « Et bien sûr, ce n’est pas destiné à une étoile, ça va juste où ça se passe ».

References: National Geographic News, New York Times, Space

Source

Mise à jour investigations ufoetscience, le : 18/08/2017 à 12h50.

La supergravité est-elle la bonne théorie de la gravitation quantique ?

Van Nieuwenhuizen, l’un des créateurs des théories de supergravité. Crédit : Eric Michelson

Article source: technofuture

mardi 20 octobre 2015

(Repris du site futura-sciences publié le:

Le 25/05/2009)

Comprendre l’origine de l’Univers et le destin de la matière tombant dans un trou noir nécessite une théorie quantique de la gravitation. Découverte dans la seconde moitié des années 1970, la supergravité offrait l’espoir d’une telle théorie mais les physiciens l’ont abandonnée au début des années 1980. Certains résultats récents pourraient la remettre en selle..

Lorsque le champ de gravitation est fort, comme c’est le cas pour une étoile à neutron dont 1 cm³peut peser des millions de tonnes ou pour des trous noirs de masse stellaire, la théorie de la relativité d’Einstein devient indispensable. Elle l’est également lorsqu’il s’agit de considérer l’Univers à grande échelle dont le rayon observable dépasse aujourd’hui les 46 milliards d’années-lumière. Mais pour pénétrer dans les entrailles des protons, dont la taille est d’environ 10^-15 mètre, les lois de la mécanique quantique deviennent incontournables. A priori, ces deux domaines de la physique relevant l’un de l’infiniment grand et l’autre de l’infiniment petit ne se recoupent pas.

crédit illustration:
technofuture

Cette conclusion est fausse. Lorsque l’Univers observable était jeune et qu’il possédait une taille inférieure à celle d’un proton, sa formidable densité et l’extrême intensité du champ de gravitation ne peuvent être comprises sans une théorie quantique de la gravitation combinant les de la relativité générale avec celles de la mécanique quantique. Malheureusement, les calculs font intervenir des quantités croissant sans limites, ce que l’on appelle des divergences infinies.

En 1976, un groupe de physiciens, Daniel Z. Freedman, Peter van Nieuwenhuizen et Sergio Ferrara, de l’Université de Stony Brook, découvrirent une merveilleuse généralisation de la théorie de la relativité générale qu’ils baptisèrent la supergravité. Comme on ne tarda pas à le découvrir, cette théorie pouvait en fait exister sous différentes formes et en plusieurs dimensions d’espace. Mathématiciens et physiciens s’unirent pour classifier les différentes théories possibles car, comme ils le découvrirent rapidement, certaines de ces théories ne souffraient pas des problèmes de divergences infinies, au moins lorsqu’on ne poussait pas trop loin les calculs.

illustration crédit:
technofuture

Une classe de théorie en 4 dimensions retint particulièrement l’attention des chercheurs pendant un temps. Il existe en gros 4 classes de théories de supergravité selon que l’on considère 1, 2, 4 et enfin 8 opérations mathématiques ressemblant à des rotations autour d’un axe. On y parle alors de générateurs de supersymétrie. La théorie considérée par les chercheurs est celle dite N=8, avec donc 8 générateurs de supersymétrie.

Une théorie unifiée de la matière et des interactions ?

Au début des années 1980, Stephen Hawking se demandait si cette théorie, dont l’exploration commençait, pouvait être, en plus d’une théorie de gravitation quantique, une théorie unifiée de la matière et de toutes les interactions.

Dans le cadre des théories dites supersymétriques, et la supergravité n’en est qu’un exemple parmi d’autres, les particules de matière comme les électrons et les quarks, peuvent être unifiées avec les particules transportant les forces, comme les photons et les bosons Z et W, ou encore les gluons.

Si l’on veut se faire une idée de la supersymétrie, on peut prendre l’exemple des vecteurs dans le plan. Il n’est pas possible de prendre la racine carrée d’un vecteur de prime abord, mais si l’on décrit un tel vecteur comme un nombre complexe, alors cela ne pose plus aucun problème. Si l’on veut généraliser la notion de nombre complexe à l’espace, plus précisément à l’espace-temps de la relativité, il s’introduit naturellement des sortes de racines carrées des vecteurs de l’espace-temps que l’on appelle des spineurs.

croquis crédit:
technofuture

Les particules de matière comme les neutrinos et les quarks sont décrites par des spineurs alors que les gluons et les photons par des vecteurs. C’est une autre façon de dire que les particules de matière sont des fermions alors que les particules médiatrices des forces sont des bosons.

Dans le cadre de la supersymétrie, il est possible de considérer une sorte de super-espace dans lequel les bosons et les fermions sont des composantes d’une sorte de super vecteur qui peut tourner autour de l’analogue d’axes dans l’espace. De cette façon, fermions et bosons deviennent inséparables et à chacune des particules connues dans le modèle standard des interactions correspond un superpartenaire. Ainsi, aux quarks fermioniques sont associés des bosons, les squarks, et aux gluons et photons bosoniques sont associés des gluinos et des photinos, qui sont des fermions.

Les particules et leurs partenaires supersymétriques. Cliquer pour agrandir. Crédit : University of Glasgow

Il se trouve que la supersymétrie conduit naturellement à considérer une généralisation de la théorie d’Einstein, cette dernière, même, s’en déduit. La différence est que l’analogue du photon des ondes électromagnétiques devient pour les ondes gravitationnelles, dont on a des preuves indirectes avec l’étude des pulsars, une particule bosonique que l’on appelle le graviton, qui n’est pas un vecteur mais un tenseur. Il existe cependant un superpartenaire associé au graviton et qui est un fermion, le gravitino.

illustration: premier plusar double
crédit: technofuture

Cette situation est celle de la théorie à un seul générateur de supersymétrie. Dans le cas avec 8 générateurs, les divergences infinies de la gravitation quantique que l’on connaissait dans certains calculs disparaissaient. De plus, la théorie incorporait un grand nombre de nouvelles particules qui ressemblaient aux particules du modèles standard et surtout, elles étaient suffisamment nombreuses pour pouvoir peut-être correspondre à toutes celles que l’on connaissait alors.

L’espoir du début des années 1980 était donc que si l’on savait faire correctement tous les calculs dans la théorie de supergravité, non seulement on pourrait en déduire le modèle standard mais on finirait aussi par prouver que toutes les divergences infinies disparaissaient dans tous les calculs possibles. Le prix Nobel Murray Gell-Mann était par exemple parvenu à dériver l’existence de fermions qui possédaient les mêmes charges fractionnaires que les quarks.

Murray_Gell-Mann
photo crédit:
technofuture

Hélas, assez rapidement, on découvrit que la supergravité N=8 était désespérément rebelle à la présence de neutrinos et d’électrons violant la parité comme dans le modèle des interactions électrofaibles. Pire, les méthodes habituelles utilisées pour étudier l’apparition des divergences infinies dans les calculs de théorie quantique des champs n’étaient pas très optimistes quant à la disparition des quantités infinies en supergravité lorsque l’on poussait suffisamment loin la précision des calculs.

En 1984, les calculs de Michael B. Green et John H. Schwarz effectués dans le cadre de la théorie des supercordes portèrent un coup presque fatal à la théorie. En remplaçant les particules par des cordes et en augmentant jusqu’à 9 le nombre de dimensions de l’espace, on découvrit que l’on pouvait obtenir les électrons et les neutrinos du modèle standard tout en ayant une théorie de gravitation quantique finie.

les « cordes »

La théorie des supercordes est-elle vraiment incontournable ?

La situation est peut-être en train de se retourner depuis quelque temps. D’abord la théorie des cordes elle-même se révéla être un assemblage de 5 théories possibles et non pas une seule. Ensuite, on découvrit au début des années 1990 que ses 5 théories devaient être des cas particulier d’une théorie à 11 dimensions d’espace-temps faisant intervenir non plus des cordes mais des membranes. Or, à basse énergie en 11 dimensions la nouvelle théorie baptisée théorie M donne l’unique théorie de supergravité N=1 et des membranes. Compactée à la Kaluza-Klein en 4 dimensions, elle donne précisément la théorie de supergravité N=8.

schéma crédit:
technofuture

On comprend donc pourquoi, depuis quelques années, la question de l’apparition réelle de divergences infinies dans la supergravité D=4 et N=8 (où D est le nombre de dimensions de l’espace-temps) est examinée a nouveau. Si l’on en croit les travaux de chercheurs comme Michael Green, Pierre Vanhove et plus récemment Zvi Bern et Lance Dixon, certaines des divergences que l’on croyait devoir apparaître en supergravité N=8 au début des années 1980 lorsque l’on serait capable de pousser les calculs quelques crans plus loin… ne sont tout simplement pas là !

Il se pourrait donc bien qu’une théorie de supergravité pure en 4 dimensions, celle avec N=8, soit non seulement finie mais contienne effectivement le modèle électrofaible avec violation de la parité. La théorie des cordes n’est peut-être pas nécessaire après tout…

Mise à jour investigations ufoetscience, le: 20/10/2015 à 14h05.

Matière noire : AMS dévoile ses résultats sur les antiprotons

AMS-02 (devant les panneaux solaires, en haut) est installé sur la Station spatiale internationale (ISS). Il chasse la matière noire depuis presque quatre ans et devrait encore le faire pendant plusieurs années. © Nasa

Article source: futura-sciences.com

Le 28/04/2015 à 13:24 – Par Laurent Sacco, Futura-Sciences

Tout comme le télescope spatial Hubble, le détecteur de rayons cosmiques AMS-02 fait ses observations en dehors de l’atmosphère, laquelle trouble les signaux cosmiques étudiés. Après les résultats sur les positrons, ceux sur les antiprotons viennent d’être révélés. L’origine précise de l’antimatière dans la Voie lactée continue de rendre perplexes les astrophysiciens.

Il y a quelques semaines, le magazine Symmetry, un périodique consultable en ligne et réalisé conjointement par des membres du Fermilab et du SLAC (les deux plus gros laboratoires en physique des hautes énergies aux États-Unis), faisait état de résultats très étonnants obtenus avec AMS (Spectromètre magnétique alpha). Il s’agit en fait d’AMS-02, le Hubble des rayons cosmiques qui se trouve à bord de l’ISS.

Rappelons qu’un des principaux buts de cette expérience est de détecter indirectement la présence de la matière noire dans la Voie lactée. Celle-ci n’a en effet encore jamais été observée sur Terredans des collisionneurs ou des détecteurs enterrés comme Cogent. Selon certains modèles, les particules exotiques de la matière noire peuvent s’annihiler ou se désintégrer en donnant des positrons et des antiprotons. Ces particules d’antimatière peuvent aussi être produites au moyen de sources plus classiques, notamment des pulsars. Mais des anomalies dans les flux de ces particules peuvent trahir leur origine. Des résultats surprenants avaient déjà été obtenus avec des positrons mais sans pouvoir en tirer de conclusions définitives. On attendait donc avec impatience les résultats des études portant sur les antiprotons. L’article de Symmetry dévoile précisément ces résultats.

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Mise à jour investigations ufoetscience, le : 29/04/2015 à : 22h00.