Matière noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.
Alternatives to general relativityAlternatives to general relativity are physical theories that attempt to describe the phenomenon of gravitation in competition with Einstein's theory of general relativity. There have been many different attempts at constructing an ideal theory of gravity. These attempts can be split into four broad categories based on their scope. In this article, straightforward alternatives to general relativity are discussed, which do not involve quantum mechanics or force unification.
Halo de matière noirevignette|Halo de matière noire créé par une simulation cosmologique à N corps. Un halo de matière noire est un composant hypothétique d'une galaxie qui enveloppe le disque galactique et s'étend bien au-delà des limites visibles de la galaxie. La masse du halo est la portion dominante de la masse totale de la galaxie. Étant donné qu'ils sont constitués de matière noire, les halos ne peuvent pas être observés directement, mais leur existence est déduite de leurs effets sur le mouvement des étoiles et du gaz dans les galaxies.
Tests expérimentaux de la relativité généraleLa relativité générale a la réputation d'être une théorie fortement mathématique, qui n'était pas fondée au départ sur des observations. Cependant, même si ses postulats ne sont pas directement testables, elle prédit de nombreux effets observables de déviations par rapport aux théories physiques qui ont précédé. Cette page expose donc les tests expérimentaux de la relativité générale. L'avance du périhélie de Mercure, la courbure des rayons lumineux et le décalage vers le rouge sont les trois tests classiques de la relativité générale qui ont été proposés par Einstein lui-même.
Lentille gravitationnelle faibleUne lentille gravitationnelle faible (weak gravitational lensing en anglais) est une lentille gravitationnelle dont les effets sont limités par rapport aux lentilles gravitationnelles fortes. Plus fréquentes que ces dernières, les lentilles gravitationnelles faibles sont beaucoup plus difficiles à observer. Comme tout type de lentille gravitationnelle, les lentilles gravitationnelles faibles peuvent être produites par divers corps célestes plus ou moins massifs. Selon le ou les corps impliqués, les effets de lentille varieront.
Relativité généraleLa relativité générale est une théorie relativiste de la gravitation, c'est-à-dire qu'elle décrit l'influence de la présence de matière, et plus généralement d'énergie, sur le mouvement des astres en tenant compte des principes de la relativité restreinte. La relativité générale englobe et supplante la théorie de la gravitation universelle d'Isaac Newton qui en représente la limite aux petites vitesses (comparées à la vitesse de la lumière) et aux champs gravitationnels faibles.
Gravité entropiqueLa gravité entropique est une théorie en physique qui décrit la gravité comme une force entropique, une conséquence de la tendance d'un système à voir son entropie augmenter, et non comme une interaction fondamentale. Cette proposition a été fortement contestée par la communauté scientifique, mais elle a également éveillé de nouvelles voies de recherches sur les propriétés thermodynamiques de la gravitation. La description probabiliste de la gravité remonte au moins à la recherche sur la thermodynamique des trous noirs par Jacob Bekenstein et Stephen Hawking au milieu des années 1970 .
Galaxie satelliteUne galaxie satellite gravite autour d'une plus grande galaxie. Dans une paire de galaxies en orbite, si l'une est nettement plus grande que l'autre, alors, la plus grosse est la galaxie primaire et la plus petite, la galaxie satellite. Si deux galaxies en orbite sont de taille plus ou moins équivalentes, on dit qu'elles forment un système binaire, comparable (mais à une tout autre échelle) à un système binaire d'étoiles. Des galaxies qui se rapprochent peuvent entrer en collision.
F(R) gravityDISPLAYTITLE:f(R) gravity () is a type of modified gravity theory which generalizes Einstein's general relativity. () gravity is actually a family of theories, each one defined by a different function, , of the Ricci scalar, . The simplest case is just the function being equal to the scalar; this is general relativity. As a consequence of introducing an arbitrary function, there may be freedom to explain the accelerated expansion and structure formation of the Universe without adding unknown forms of dark energy or dark matter.
Histoire de la relativité généraleLes premières idées pour intégrer la gravitation à la relativité datent de 1905, date où la relativité restreinte est née. Henri Poincaré, Albert Einstein et bien d'autres ont fait des propositions pour cela. En 1915, Einstein et David Hilbert publient chacun un article proposant l'actuelle théorie de la relativité générale. L’âge d'or de la relativité générale (de l'anglais : Golden age of general relativity) ou la renaissance de la relativité généraleClifford M. Will, La Renaissance de la relativité générale, dans Raymond A.
GravitationLa gravitation, l'une des quatre interactions fondamentales qui régissent l'Univers, est l' physique responsable de l'attraction des corps massifs. Elle se manifeste notamment par l'attraction terrestre qui nous retient au sol, la gravité, qui est responsable de plusieurs manifestations naturelles; les marées, l'orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples. D'une manière plus générale, la structure à grande échelle de l'Univers est déterminée par la gravitation.
Courbe de rotation des galaxiesLa courbe de rotation d'une galaxie peut être représentée par un graphe qui pointe la vitesse orbitale des étoiles ou du gaz dans la galaxie sur l'axe des Y en fonction de leur distance depuis le centre de la galaxie sur l'axe des X. Une règle (ou loi) générale de rotation des disques de particules en rotation peut s'énoncer ainsi : les galaxies dont la distribution des masses est uniforme ont des courbes de rotation croissante du centre vers les bords.
Matière exotiqueLa matière exotique est toute matière (c'est-à-dire toute chose possédant une masse) qui ne serait pas constituée des mêmes particules que la matière ordinaire (baryons et leptons). Son existence permettrait d'expliquer la matière noire. À ce jour, ce concept est seulement théorique car aucune particule de matière exotique n'a encore été détectée expérimentalement.
Modèle cosmologique bi-métriqueLa gravité bimétrique ou bigravité comprend deux ensembles différents de modèles cosmologiques. Le premier ensemble repose sur des théories mathématiques modifiées de la loi de la gravitation, dans lesquelles deux tenseurs métriques sont utilisés au lieu d'un seul. La seconde métrique peut être introduite dans les calculs pour les états élevés de densité d'énergie, avec l'implication que la vitesse de la lumière pourrait être dépendante de la densité d'énergie, ce qui permet aux modèles de recourir à une vitesse variable de la lumière.
MatièreEn physique, la matière est ce qui compose tout corps (objet ayant une réalité spatiale et massique). C'est-à-dire plus simplement une substance matérielle et donc occupe de l'espace. Les quatre états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux et l'état plasma. Réciproquement, en physique, tout ce qui a une masse est de la matière. La matière ordinaire qui nous entoure est formée principalement de baryons et constitue la matière baryonique.
Galaxie naineUne galaxie naine est une petite galaxie composée de 100 millions à quelques milliards d'étoiles, un nombre relativement faible par rapport aux 200 à 400 milliards d'étoiles estimés de la Voie lactée. Ces galaxies gravitent souvent autour de galaxies plus importantes comme la Voie lactée, la galaxie d'Andromède ou la galaxie du Triangle. La Voie lactée possède plus d'une trentaine de galaxies naines connues qui gravitent autour d'elle. La plus grande d'entre elles est le Grand Nuage de Magellan, d'un diamètre d'environ 15000 années-lumière.
Matière noire chaudeLa matière noire chaude (HDM pour hot dark matter) est une forme hypothétique de matière noire qui consiste en particules se déplaçant à une vitesse très proche de celle de la lumière. Le meilleur candidat à cette identité est le neutrino. Les neutrinos ont des masses infinitésimales et ne participent pas à deux des quatre forces fondamentales, l'interaction électromagnétique et l'interaction forte. En revanche, ils participent effectivement à l'interaction faible et à la gravité, mais du fait de l'intensité très faible de ces forces, ils sont difficiles à détecter.
Gravité quantiqueLa gravité quantique est une branche de la physique théorique tentant d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale. Une telle théorie permettrait notamment de comprendre les phénomènes impliquant de grandes quantités de matière ou d'énergie sur de petites dimensions spatiales, tels que les trous noirs ou l'origine de l'Univers. L'approche générale utilisée pour obtenir une théorie de la gravité quantique est, présumant que la théorie sous-jacente doit être simple et élégante, d'examiner les symétries et indices permettant de combiner mécanique quantique et la relativité générale en une théorie globale unifiée.
Galaxie naine sphéroïdalethumb|Une galaxie naine sphéroïdale, la galaxie du Lion II (Leo II). Une galaxie est classée sphéroïdale naine, notée dSph pour l'anglais dwarf spheroidal galaxy, si ses étoiles ont une distribution spatiale plus ou moins sphérique et si elle est de petite taille, c'est-à-dire constituée de quelques millions à quelques centaines de millions d'étoiles. Ces petites galaxies représentent la majorité des galaxies du Groupe local et gravitent dans le voisinage de notre galaxie.
Tensor–vector–scalar gravityTensor–vector–scalar gravity (TeVeS), developed by Jacob Bekenstein in 2004, is a relativistic generalization of Mordehai Milgrom's Modified Newtonian dynamics (MOND) paradigm. The main features of TeVeS can be summarized as follows: As it is derived from the action principle, TeVeS respects conservation laws; In the weak-field approximation of the spherically symmetric, static solution, TeVeS reproduces the MOND acceleration formula; TeVeS avoids the problems of earlier attempts to generalize MOND, such as superluminal propagation; As it is a relativistic theory it can accommodate gravitational lensing.
