Matière noire
Votre compréhension de la matière noire n'est pas mauvaise, mais voici quelques détails de clarification. Orbites: La vitesse de l'orbite d'un objet est liée à 2 choses: le rayon de son orbite et la masse à l'intérieur de celui-ci. Dans le système solaire, plus de 99% de la masse est concentrée au centre, donc le rayon est l'effet dominant sur la vitesse orbitale. Lorsque nous regardons les planètes plus loin du soleil, leur vitesse orbitale diminue. Dans la galaxie, c'est une histoire similaire, mais avec l'augmentation du rayon orbital, vous obtenez également de plus en plus de masse à l'intérieur de votre orbite car la galaxie est pleine d'autres étoiles. Même ainsi, nous nous attendrions à ce que les vitesses orbitales chutent lorsque vous regardez des objets vers le bord de la galaxie, car les étoiles deviennent plus diffuses lorsque vous vous déplacez et il n'y a pas assez de masse à l'intérieur de l'orbite pour compenser l'augmentation du rayon. Au lieu,
Voici un exemple d'une soi-disant courbe de rotation de la galaxie spirale NGC 3198 :
Sans matière noire, nous nous attendrions à ce que la vitesse des objets en fonction du rayon (à partir du centre de masse) suive la courbe intitulée «disque». Cependant, ce que nous voyons semble être la somme des deux contributions (le disque et le «halo de matière noire» qui entoure ce disque), qui est surplotée de données réelles.
Nous avons également des preuves de cette masse supplémentaire des lentilles gravitationnelles. Lorsque la lumière passe à côté d'un gros objet comme un amas de galaxies, son chemin peut être courbé par la gravité de cet objet. Nous pouvons voir cet effet lorsqu'un amas de galaxies se trouve devant une galaxie encore plus éloignée, la lumière de l'objet d'arrière-plan est agrandie et déformée. Nous pouvons calculer le chemin que la lumière a dû prendre pour apparaître comme nous le voyons, et la masse nécessaire pour la plier de cette façon ne peut pas être prise en compte avec seulement les étoiles et le gaz que nous voyons dans l'amas de lentilles. Cela suggère à nouveau qu'il y a une masse supplémentaire que nous ne pouvons pas voir.
Énergie sombre
Vous n'êtes pas trop loin avec celui-ci, avec une distinction majeure: l'énergie sombre est la «force» qui fait que l'univers accélère son expansion. Nous nous attendons à ce que l'univers se développe à partir du modèle de cosmologie du Big Bang, mais nous nous attendons à ce qu'il ralentisse à mesure que la gravité mutuelle de tout dans l'univers agit les uns sur les autres. L'énergie sombre semble être une «pression» sur chaque partie de l'espace pour s'étendre, mais elle est très faible et a été dominée par la gravité et d'autres facteurs tout au long de la majeure partie de l'histoire de l'univers. Ce n'est qu'au cours des derniers milliards d'années qu'il a commencé à prendre le relais.
Cela fonctionne quelque chose comme ça. Imaginez que vous ayez une région 1D d'espace-temps d'une unité (juste pour des raisons de commodité). Le voici: | -------- | Maintenant, cette région a cette «pression d'expansion» de l'énergie noire qui agit sur elle. Disons que c'est 0,07 unités par an et par unité. Cela signifie que chaque année, cette région de l'espace-temps s'agrandit de 7%. Dans 10 ans, la durée sera double: | -------- | -------- | Maintenant, le fait est que chacune de ces régions a la même pression d'expansion que l'originale! Donc, les deux vont doubler en 10 ans, puis ceux-ci vont doubler, et ainsi de suite. Donc, ce qui se passe, c'est que vous obtenez une petite expansion localement, mais plus quelque chose s'éloigne, plus vite il accélère loin de vous. L'effet réel de l'énergie sombre est des ordres de grandeur plus petits, quelque chose comme 67,15 ± 1,2 (km / s) / Mpc ( Wikipedia), mais cela signifie toujours que les galaxies situées à plus de 4,5 Gigaparsecs de nous sont actuellement emportées plus vite que la vitesse de la lumière. (Nous pouvons encore les voir en ce moment parce que la lumière que nous voyons a été émise bien avant que le taux d'expansion ne soit aussi élevé.) L'expansion s'additionne sur les énormes distances que nous voyons dans l'univers.
L'énergie sombre n'affecte pas des choses comme les planètes, les systèmes solaires et les galaxies, car l'effet est si faible à petite échelle que la gravité le contrecarre plus que cela. Son effet est surtout visible sur les vastes étendues vides d'espace entre les amas de galaxies.
J'espère que cela pourra aider!