L ENERGIE NOIRE

Résumé

La matière soumis aux règles du second principe de la thermodynamique a une flèche du temps qui évolue du passé vers l’avenir. Par symétrie T l’antimatière a une flèche du temps inversée. De ce fait l’antimatière, de masse positive, apparaît aux yeux humains comme étant soumise à une force antigravitaire. En conséquence l’antimatière, sensée avoir quasiment disparu depuis l’avènement de l’interaction faible, est en réalité dispersée régulièrement dans l’ensemble de l’Univers sous forme d’antiparticules discrètes que l’auteur a appelées « nomehds ». Ces antiparticules (qui représenteraient environ la moitié de la masse de l’univers) seraient actuellement responsables de l’expansion de l’Univers et ne seraient autres que ce que le monde scientifique appelle « énergie noire ».

Pour commencer il faut s’intéresser aux symétries C, P, T.

La symétrie C ou conjugaison de charge est celle qui échange particules en antiparticules et vice versa.

La symétrie P, parité ou inversion d’espace, change les coordonnées spatiales (x,y,z) en leur opposées (-x, -y, -z).

La symétrie T ou symétrie par renversement du temps, change la coordonnée temps (t) en son opposée (-t).

Pour bien comprendre cette notion primordiale dans cet article, je citerai R. Feynman dans sa conférence à la mémoire de Paul Dirac intitulée « Pourquoi des antiparticules »(1) :

« …Si l’on change les signes de x, y, z et t, une particule qui évoluait normalement se trouve remonter le temps. Appelons P l’opérateur parité qui change le signe des trois directions spatiales, T l’opérateur de renversement du temps, qui en inverse le cours, et enfin C la conjugaison de charge qui change les particules en antiparticules et réciproquement. Alors, opérer sur un état avec P et T revient au même qu’opérer avec C, c'est-à-dire que PT=C. »

Il se trouve que les particules de matière évoluent toujours vers le futur. C’est ce que l’on appelle la flèche du temps introduite en 1927 par Eddington pour décrire le fait que le temps nous semble s’écouler toujours dans le même sens.

Les particules peuvent évoluer comme bon leur semble dans l’espace selon les trois dimensions spatiales (en avant ou en arrière sur chacun des trois axes) et par conséquent il en est de même pour les antiparticules.

Les particules par contre ne peuvent évoluer que du passé vers l’avenir, si on applique une symétrie C pour obtenir l’antiparticule alors on effectue une symétrie PT, c'est-à-dire que l’antiparticule évolue du futur vers le passé, par contre le changement d’évolution spatiale n’a pas de conséquences notoires

Ainsi ce qui permet de différencier les particules des antiparticules ce n’est pas l’évolution spatiale mais l’évolution temporelle : les antiparticules évoluent selon une flèche du temps inversée par rapport à celle des particules.

Un argument parfois avancé pour remettre en question cette notion est le second principe de la thermodynamique qui impose que la flèche du temps doit être orientée pour permettre une entropie grandissante.

Non seulement ce point n’est pas un obstacle, mais encore, on le verra par la suite, il est primordial pour comprendre certains aspect de cet article: ainsi la flèche du temps pour la matière est orientée vers le futur et par conséquence a une entropie grandissante, la flèche du temps est orientée vers le passé pour l’antimatière et a par conséquent l’antimatière a une entropie qui diminue vers le futur. Elle évolue vers un ordre meilleur.

Pour continuer nous nous intéresserons à la gravitation.

La gravitation est l’une des quatre forces fondamentales qui régissent l’Univers, la première mise en évidence après le Big Bang. C’est la force qui produit l’attraction des corps massifs entre eux.

Si on prend deux particules de matière de masse « m », elles seront soumises à cette force qui va engendrer leur attraction. Celle-ci sera d’autant plus forte que les particules seront massives, et que la distance qui les sépare sera petite. En conséquence si les particules sont à une certaine distance l’une par rapport à l’autre, « l’instant d’après » ces deux particules seront plus proches.

Et il en sera de même pour deux antiparticules de même masse « m » : les deux antiparticules, sous l’effet de la gravité, seront plus proches « l’instant d’après ».

Mais avec des flèches du temps inversées « l’instant d’après » n’est pas le même : pour les particules il est dans le futur, pour les antiparticules il est dans le passé.

En conséquence, si on fait une observation avec la flèche du temps spécifique à la matière (celle qui va du passé vers le futur) on constate que les particules s’attirent et que les antiparticules s’éloignent. Si on opère avec la flèche du temps spécifique à l’antimatière, sous l’effet des forces de gravité, les particules s’éloignent, les antiparticules s’attirent.

La conséquence de ceci est qu’après le Bing Bang, l’Univers étant composé de matière et d’antimatière, la matière a cherché à prendre des formes plus massives par attraction et l’antimatière s’est dispersée dans l’espace provoquant l’expansion de celui-ci, expansion exponentielle vu le confinement de l’espace primordial.

La dispersion de l’antimatière s’est faite de façon ordonnée – en effet là où la densité d’antimatière était faible l’expansion était plus faible, là où l’antimatière était plus concentrée l’expansion était plus forte : ces effets ont concouru à uniformiser et régulariser la densité d’antimatière.

Ceci est conforme au fait que sa flèche du temps étant inverse, l’antimatière se devait d’évoluer dans un ordre parfait pour respecter les règles d’entropie dans le sens du temps que nous connaissons c'est-à-dire une évolution de notre passé vers notre avenir.

Pour simplifier la suite de cet article nous appellerons ces antiparticules très fines d’antimatière des « nomehds ».

L’expansion de l’Univers, permettant la diminution de la température primordiale, a rapidement permis l’avènement des autres forces fondamentales, notamment celui de l’Interaction faible.

De nos jours l’Univers est encore en expansion et même en expansion accélérée, ce qui montrerait que la force de gravité agit toujours sur des particules d’antimatière dispersées dans la totalité de l’Univers.

Pourtant la communauté scientifique pense qu’une majeure partie de l’antimatière aurait disparu depuis 13 milliards d’années environ, avec l’avènement de la force d’Interaction faible….

Réflexion sur la rupture de symétrie et l’Interaction faible.

L’avènement de l’interaction faible c’est l’avènement de la transmutation de la matière et de l’antimatière.

Elle a été par exemple utilisée vers 1930 pour décrire la désintégration β, un neutron donnant un proton et un électron, elle était équilibrée en charge électronique mais il y avait un défaut de masse, on imagina alors qu’il devait y avoir dans le processus apparition d’une particule inconnue. Ce fait fut confirmé par après et la particule fut appelée neutrino ou antineutrino selon qu’il s’agissait d’une désintégration β plus ou β moins.

Plus tard, on observa que le kaon neutre K° et son antiparticule n’étaient pas symétriques dans leurs réactions de désintégration : il y avait une différence de cinétique entre les deux réactions et également une différence de masse.

Sur le plan théorique, si deux particules ont une symétrie de type C, leurs masses doivent être identiques. Il parut logique de parler de violation de symétrie. La masse manquante était de l’antimatière.

Mais il faut considérer que la dégradation de ces particules est liée à l’interaction faible. Admettons que ces réactions conjuguées donnent des entités très petites, il est donc possible que l’antigravité (ou la gravité dans la réaction conjuguée) ait influencé la cinétique des réactions. Quant au défaut de masse constatée (0,022 meV/C²), 100 000 fois plus faible qu’un neutrino, il peut effectivement correspondre à la masse d’un nomehd qui se serait éloigné dans l’espace. Ainsi, le défaut de masse ne doit pas être considéré comme une violation de symétrie des particules mais doit plutôt correspondre à une évolution divergente des réactions liée à un comportement gravitaire dissymétrique. Lavoisier ne disait-il pas rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. (La transformation des particules étant l’apanage de l’interaction faible).

D’autre part il semblerait que la masse d’antimatière à « escamoter » - à priori quasiment la moitié de la masse de notre Univers !!! -n’ait pas pu se réaliser quantitativement par ce type de réactions particulières concernant la famille des mésons (K, B,..)

Il est donc plus probable, que, la gravité aidant, l’interaction faible a permis par nucléosynthèse la naissance de nouvelles entités de matière massives mais que parallèlement, par fission et l’antigravité aidant, l’antimatière ait évolué sous forme d’antimatière très divisée que la technologie ne pouvait plus observer.

Ainsi donc la gravité et l’interaction faible auraient joué le rôle de tamis pour la masse de l’Univers, la matière existant sous forme massive avec une distribution relativement chaotique liée aux règles d’entropie, l’antimatière existant sous forme de « nomehds » répartis uniformément dans l’espace sous l’effet des règles d’entropie. Nous n’avons pas actuellement les moyens d’observer ces nomehds, il est légitime de penser qu’ils n’existent pas, sauf si on considère comme démontré plus haut qu’ils sont responsables de l’actuelle expansion de l’univers, ce qui leur donnerait une légitimité.

Ainsi les nomehds ne seraient autre que ce que l’on appelle aujourd’hui l’« énergie noire ». Rien ne s’opposerait à ce que cette expansion soit accélérée, si l’interaction faible agissant dans nos étoiles, les supernovae ou peut être encore dans d’autres processus connus ou inconnus maintenait la concentration des nomehds à un niveau compatible avec cette accélération.

Conclusion.

Cet article ne décrit que des phénomènes ou des lois déjà connus et déjà utilisés par nos plus grands scientifiques, mais présentés et assemblés de façon nouvelle. S’il est validé, il permet de mieux comprendre certains aspects du comportement de l’Univers qui nous paraissent surprenants comme l’apparente disparition de l’antimatière ou l’expansion de l’univers.

(1)R. Feynman, S. Weinberg Particules et lois de la physique- conférences à la mémoire de Paul Dirac, InterEditions,1989, p23(ISBN 2-7296-0285-2)

                                                                                                       D'Hem Christian (juillet 2015)