Nouvelle physique

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M87* est selon toute vraisemblance un trou noir supermassif contenant environ 6,5 milliards de masses solaires, situé au centre de la galaxie elliptique supergéante Messier 87. Le rayon de son horizon des événements est estimé à 19 milliards de kilomètres et il se laisse deviner avec d'autres informations concernant la physique des trous noirs dans les images que forme de M87* et son environnement l'Event Horizon Telescope. La première image obtenue après des années de traitement datait de 2017, voici la seconde prise en 2018 et elle a changé.

Sciences

Trou noir

La matière est bien en mouvement autour du premier trou noir géant photographié nous dit une nouvelle image

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• 20/01/2024

Cousin lourd de l'électron, le muon se comporte comme un petit aimant en rotation et, depuis longtemps, défie les prédictions du modèle standard de la physique des particules. Laboratoire pour tester des théories peut-être invérifiables avec le LHC, comme celles concernant la matière noire, il a fait l'objet d'une longue prise de mesures avec une expérience menée par les physiciens du Fermilab, aux États-Unis, au point d'avoir peut-être atteint en 2023 le statut de découverte d'une nouvelle physique.

Sciences

Physique des particules

De possibles signes d'une cinquième force confirmés avec des muons au Fermilab

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• 13/08/2023

Le Cern ne chasse pas les particules de matière noire uniquement en faisant collisionner des faisceaux de protons produits par le LHC dans ses détecteurs géants. Il dispose aussi d'une sorte de télescope permettant de traquer un type particulier de matière noire que pourrait produire le Soleil ou qui pourrait se trouver dans le halo où baigne notre Galaxie. Un nouveau bilan de cette chasse avec ce que l'on appelle des axions vient d'être publié.

Sciences

Physique

Matière noire : dernières nouvelles de la chasse aux axions au Cern

actualité

• 03/01/2023

Selon certains physiciens, un univers parallèle, miroir du nôtre ou relevant de ce que l'on appelle la théorie des branes, autoriserait des neutrons à sortir de notre Univers pour y entrer à nouveau. L’idée a été testée une nouvelle fois avec le réacteur nucléaire de l’Institut Laue-Langevin à Grenoble, plus précisément en utilisant le détecteur de l'expérience Stereo initialement conçu pour chasser des particules de matière noire potentielles, les neutrinos stériles.

Sciences

Physique

Multivers : la traque d'un monde parallèle continue à Grenoble

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• 06/02/2022

Le modèle cosmologique standard semblait impliquer que toutes les galaxies contiennent de la matière noire. Mais certaines galaxies naines en semblent dépourvues. Les astrophysiciens ne savaient pas encore ce que cela signifiait et se posaient la question de savoir s'il fallait réviser le modèle de la matière noire froide ou carrément l'abandonner. Il n'en serait rien d'après de nouvelles simulations numériques de la formation des galaxies basées uniquement sur le modèle standard.

Sciences

Matière noire

Le mystère des galaxies sans matière noire est peut-être résolu

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• 12/12/2021

Dans cette seconde partie d'une exposition de la théorie de la relativité intriquée, Futura s'est tourné vers le chercheur qui l'a proposée, Olivier Minazzoli, et qui a bien voulu répondre à nos questions. C'est un astrophysicien relativiste, membre du laboratoire Artemis de l'Observatoire de la Côte d'Azur, laboratoire très impliqué dans la détection des ondes gravitationnelles. L'exploration de cette théorie ne fait que débuter mais on peut déjà la présenter comme un exemple particulier des théories dites tenseur-scalaires proposées pour aller au-delà de la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Sciences

Physique

La théorie de la relativité intriquée expliquée par Olivier Minazzoli (2/2)

actualité

• 01/11/2021

Olivier Minazzoli est un astrophysicien relativiste, membre du laboratoire Artemis de l'Observatoire de la Côte d’Azur, très impliqué dans la détection des ondes gravitationnelles. Il a proposé récemment une nouvelle théorie de la gravitation, appelée relativité intriquée, en suivant la piste déjà empruntée par Albert Einstein avec ce que l'on appelle le principe de Mach. Futura, qui a déjà fait plusieurs interviews du chercheur à l'occasion des découvertes faites avec les ondes gravitationnelles, a donc décidé de présenter cette théorie en deux parties dont voici la première qui sert de prolégomènes.

Sciences

Physique

La théorie de la relativité intriquée succédera-t-elle à la théorie de la relativité d'Einstein ? (1/2)

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• 01/11/2021

Saviez-vous que si on libère un neutron du noyau atomique dans lequel il était piégé, son espérance de vie n’est plus que de l’ordre de 15 minutes ? Et pour mieux comprendre certains phénomènes, les physiciens ont besoin de préciser ce « de l’ordre de ». C’est ce qu’ils semblent enfin avoir réussi à faire.

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Physique

On sait maintenant combien de temps vit un neutron

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• 15/10/2021

Deuxième invité exceptionnel de notre série « rédacteur en chef » de Futura pour une journée : Étienne Klein. Ne manquez surtout pas, mercredi 6 octobre, son édito et les articles inédits qu’il nous a demandé d'écrire.

Sciences

Magazine Science

Journée spéciale demain avec Étienne Klein, rédacteur en chef invité

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• 05/10/2021

L'énergie et la matière noire sont deux énigmes du modèle cosmologique standard dont nous ne connaissons pas encore la nature, en supposant qu'elles existent bien. Des particules appartenant à une classe particulière de théories associées à une possible cinquième force dans le cosmos observable et pouvant rendre compte de l'énergie noire, les particules caméléons, pointent peut-être le bout de leur nez depuis quelque temps dans une expérience destinée initialement à découvrir des particules de matière noire.

Sciences

Théorie de la relativité générale

Un détecteur de matière noire aurait-il découvert des particules d'énergie noire ?

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• 19/09/2021

Le début des années 2000 a été marqué par de tels progrès en cosmologie que l’on a pu parler de son entrée dans l’ère de la précision et de la constitution de ce qui a été appelé le modèle de concordance. Mais on assiste maintenant à des discordances selon les méthodes entre les diverses estimations de l’accélération de l’expansion du cosmos observable, peut-être causée par l’énergie noire. Sommes-nous à la veille d’une révolution en cosmologie ?

Sciences

Cosmologie

Énergie noire : la constante cosmologique d'Einstein implique-t-elle une crise en cosmologie ?

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• 15/09/2021

Les 20 ans de Futura sont l'occasion de revenir sur la découverte des ondes gravitationnelles dont la chasse avec les détecteurs Ligo et Virgo avait débuté au cours de la première décennie de ce XXIe siècle. Cet article reprend donc des développements et des explications que l'on peut trouver dispersés dans les nombreux articles que Futura a consacrés à l'essor de l'astronomie gravitationnelle.

Sciences

Ondes gravitationnelles

RétroFutura : la chasse aux ondes gravitationnelles depuis 20 ans

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• 09/09/2021

Les particules de matière noire dans l'univers observable pourraient être des cousins proches du photon décrit par des équations ressemblant à celle de l'interaction électromagnétique. Doués de masse, contrairement au photon du modèle standard, ces photons noirs, que l'on appelle aussi des bosons U, sont chassés au Cern grâce à l'expérience NA 64 qui reprend du service après le démarrage du plus puissant accélérateur de particules du Cern après le LHC, le Supersynchrotron à protons.

Sciences

Matière noire

Matière noire : le Supersynchrotron à protons redémarre la chasse aux photons noirs au Cern avec NA 64

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• 27/08/2021

Le modèle de la matière noire est censé expliquer les caractéristiques des mouvements des étoiles et du gaz dans les galaxies et aussi dans les amas de galaxies. Des astrophysiciens viennent de lui faire passer victorieusement un test concernant la barre d'étoiles dans la Voie lactée, dont la rotation doit ralentir sous l'effet de la force de la gravitation de la matière noire. Un effet déjà constaté dans certaines galaxies spirales barrées.

Sciences

Matière noire

Matière noire : une nouvelle preuve avec le ralentissement de la barre de la Voie lactée

actualité

• 18/06/2021

Ligo et Virgo détectent les ondes gravitationnelles sur Terre par leurs effets sur des faisceaux laser de photon. Les physiciens prennent de plus en plus au sérieux l'idée de détecter celles du Big Bang en mesurant leurs effets sur des faisceaux de particules de matière dans les collisionneurs géants pouvant succéder au LHC.

Sciences

Big bang

Les ondes gravitationnelles du Big Bang pourraient être détectées par un successeur du LHC

actualité

• 13/06/2021

Le 14 août 2019, les détecteurs Ligo et Virgo ont mis en évidence l'arrivée des ondes gravitationnelles produites par une source distante de 780 millions d'années-lumière de la Voie lactée et baptisée GW190814. Provient-elle de la collision d'un trou noir stellaire avec la plus massive étoile à neutrons connue ou le plus petit trou noir connu ? Dans le premier cas, on pourrait être en présence d'une mythique étoile à quarks étranges.

Sciences

Trous noirs

Une source d'ondes gravitationnelles énigmatique pourrait être une étoile à quarks

actualité

• 11/06/2021

Avant les années 1960, la relativité générale était considérée comme une théorie fascinante mais se prêtant mal aux tests et avec peu de pertinence pour l'astrophysique, voire avec la physique fondamentale alors dominée par la théorie quantique des particules élémentaires. Tout a bien changé aujourd'hui comme le prouve l'utilisation des images du trou noir M87* pour tenter de démontrer l'existence de trous noirs exotiques, solutions d'équations différentes de celles de la théorie de la gravitation d'Einstein.

Sciences

Trou noir supermassif

Event Horizon Telescope : le trou noir M87* possède-t-il des « charges électriques» exotiques ?

actualité

• 23/05/2021

Après avoir été le premier laboratoire au monde à créer puis à piéger des atomes d'antihydrogène, le premier à pouvoir générer des faisceaux de ces atomes d'antimatière, le Cern est encore le premier à les refroidir avec le laser. Voilà de quoi ouvrir de nouvelles perspectives sur leur étude qui pourrait permettre d'aller au-delà de la théorie de la relativité restreinte, et surtout de comprendre où est passée l'antimatière du Big Bang qui manque toujours à l'appel.

Sciences

Physique

Antimatière : le Cern refroidit par laser des antiatomes d'hydrogène pour la première fois

actualité

• 09/04/2021

Plusieurs extensions du modèle standard, comme la technicouleur ou la compositeness, prévoient l’existence de leptoquarks, des particules capables de changer des quarks en leptons et de provoquer la désintégration du proton. Traqués depuis des décennies, ils sont peut-être responsables de mystérieuses anomalies dans la désintégration de certaines particules observées avec le détecteur LHCb au Cern.

Sciences

Cern

La mystérieuse anomalie détectée au Cern pointe-t-elle vers une nouvelle physique ?

actualité

• 28/03/2021

Les collisions de trous noirs ne sont pas les seules sources possibles d'ondes gravitationnelles. Des théories au-delà de la physique du modèle standard des hautes énergies suggèrent l'existence de filaments d'énergie extraordinairement denses et pouvant être longs de centaines de millions d'années-lumière. Ligo et Virgo sont partis à la chasse aux ondes que peuvent générer ces objets exotiques et le dernier bilan à ce sujet vient d'être rendu public.

Sciences

Ondes gravitationnelles

Ondes gravitationnelles : la chasse aux cordes cosmiques est en cours avec Ligo et Virgo

actualité

• 05/02/2021

Lorsqu’il est question d’expansion de l’Univers, les cosmologistes ne débattent plus de savoir si oui ou non l’Univers s’étend. Ils se demandent à quelle vitesse il le fait. Car deux mesures donnent des résultats différents. Ils comptent donc désormais sur les lentilles gravitationnelles pour enlever enfin cette épine de leur pied.

Sciences

Cosmologie

Des lentilles gravitationnelles fortes pour une mesure plus précise de l'Univers ?

actualité

• 22/11/2020

Cela fait cinq ans que nous sommes entrés dans l'ère de l'astronomie gravitationnelle avec Ligo et Virgo. La chasse aux fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons a été bonne et elle ne fait que commencer avec déjà 50 collisions de ces astres compacts détectées. Elles apportent des renseignements nouveaux sur les populations de trous noirs mais surtout renouvellent notre quête d'une nouvelle physique au-delà de la relativité générale en testant ses prédictions.

Sciences

Ondes gravitationnelles

Ondes gravitationnelles : des dizaines de collisions de trous noirs testent la relativité générale

actualité

• 10/11/2020

Le positronium est un cousin de l'atome d'hydrogène avec le proton remplacé par l'antiparticule de l'électron, le positron. Une nouvelle étude, plus pointue, de la façon dont le positronium émet ou absorbe de la lumière a conduit à un désaccord important avec l'électrodynamique quantique, la théorie physique la plus précise connue de l'Humanité. Faudra-t-il aller au-delà du modèle standard pour rendre compte de cette anomalie ?

Sciences

Physique

Le positronium défie les prédictions de la physique

actualité

• 29/08/2020

Certaines particules qui composent peut-être la matière dite noire pourraient ne pas l'être complètement. Il suffirait qu'elles possèdent une très faible charge électrique comme le postulent certaines théories relevant d'une nouvelle physique. Une expérience en cours de développement avec le LHC permet de traquer ces particules dites millichargées capables d'émettre un peu de lumière.

Sciences

Nouvelle physique

Matière noire : le LHC traque des particules mille fois moins chargées qu'un électron

actualité

• 17/07/2020

Les neutrinos posent de nombreuses questions dont la résolution nécessiterait une nouvelle physique. En retour, cette dernière permettrait de résoudre plusieurs énigmes en cosmologie dont celle concernant l'antimatière manquante. Pour cela, il faudrait d'abord démontrer que les neutrinos sont des fermions de Majorana, ce qui est possible avec l'expérience Cupid en préparation.

Sciences

Physique

Énigme de l'antimatière : Cupid tentera de la résoudre en découvrant les neutrinos de Majorana

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• 07/07/2020

Le détecteur géant Xenon 1T voit pour la première fois un excès d'événements comme le disent les physiciens dans leur jargon. Le nombre de ces événements est encore trop faible pour être significatif, comme le savent tous les statisticiens débutants, mais les observations suggèrent que la découverte des particules de matière noire n'est peut-être pas très loin. Il pourrait par exemple s'agir d'axions.

Sciences

Nouvelle physique

La matière noire pointe-t-elle enfin le bout de son nez dans Xenon 1T ?

actualité

• 20/06/2020

La matière noire est l'une des grandes énigmes de l'astrophysique. Si les particules qui la constituent existent bien, elles devraient nous permettre de comprendre l'origine des galaxies. Mais leur nature reste un mystère. Stefano Panebianco, ingénieur de recherche au CEA, nous explique cette question très ouverte.

Sciences

Matière noire

Qu’est-ce que la matière noire ?

actualité

• 17/06/2020

C'est un premier succès pour l’expérience CAL (Cold Atom Laboratory) à bord de l’ISS. Les chercheurs ont réussi pour la première fois à produire dans l'espace un cinquième état de la matière à moins d'un milliardième de kelvin, des condensats de Bose-Einstein. CAL pourrait ouvrir la porte à des mesures d'une précision inédite avec des lasers atomiques qui pourraient être la clé d'une nouvelle physique dans le domaine de la gravitation, avec l'expansion de l'Univers ou l'information quantique.

Sciences

Physique

Cinquième état de la matière : record de durée et observé à bord de l'ISS pour la première fois

actualité

• 12/06/2020

Le Big Bang aurait dû produire autant de matière que d'antimatière et ce ne semble pas être le cas. De la nouvelle physique via les neutrinos et les antineutrinos pourrait expliquer pourquoi. L'expérience T2K au Japon vient de livrer les premiers indices en ce sens avec le phénomène d'oscillation des neutrinos.

Sciences

Physique

Les neutrinos à T2K, une clé de l'énigme de l'antimatière manquante ?

actualité

• 16/04/2020

Plusieurs des solutions de la théorie des supercordes pouvant peut-être unifier les particules de la physique contiennent des particules similaires que l'on rassemble dans la classe dite des axions. Dans certains cas, ces particules peuvent modifier le rayonnement X normalement attendu dans les amas de galaxies. On a ainsi posé de nouvelles contraintes sur la théorie des supercordes et les axions.

Sciences

Astrophysique

La théorie des supercordes testée dans un amas de galaxies

actualité

• 28/03/2020

Dédiée à l'étude des neutrinos cosmiques à très hautes énergies, l'expérience Antarctic Impulsive Transient Antenna (Anita) avait découvert des rayons cosmiques atypiques dont il n'était pas certain qu'ils puissent s'expliquer dans le cadre de la physique et de l'astrophysique connues. Un autre détecteur de neutrinos en Antarctique, IceCube, aurait dû voir aussi ces rayons cosmiques dans cette dernière hypothèse. Qu'il n'en ait rien été ne laisse pour le moment qu'une autre hypothèse en lice, des particules d'une nouvelle physique comme celles postulées pour la matière noire.

Sciences

Physique des particules

Des particules mystérieuses détectées en Antarctique annoncent-elles une nouvelle physique ?

actualité

• 20/01/2020

Comme en 2016, des physiciens (les mêmes) pensent avoir repéré une « cinquième force » qui viendrait s'ajouter aux quatre que la science reconnaît aujourd'hui. Il ne s'agit pour le moment que d'un article déposé sur arXiv, sans vérification par des groupes indépendants. On peut toujours avancer les mêmes raisons de ne pas prendre cette annonce au sérieux.

Sciences

Nouvelle physique

Cinquième force : toujours aucune preuve de son existence

actualité

• 01/12/2019

La valeur de la fameuse constante de Hubble, reliée à l'accélération du cosmos observable, n'est pas la même selon qu'on la déduit des observations du rayonnement fossile ou des supernovae. L'introduction d'une nouvelle physique basée sur la théorie des cordes pourrait éliminer ce désaccord en rendant l'énergie noire variable.

Sciences

Cosmologie

Une énergie noire variable, la solution de l'énigme de l'expansion de l'univers ?

actualité

• 26/06/2019

Si les particules de matière noire existent, elles auraient bombardé certaines roches terrestres pendant des milliards d'années, laissant des traces de leur passage. Ces paléodétecteurs pourraient donc être plus efficaces que les gros détecteurs actuels pour démontrer l'existence d'une nouvelle physique.

Sciences

Matière noire

Matière noire : les plus vieilles roches sur Terre permettraient sa découverte

actualité

• 20/03/2019

Le Cern va construire un nouveau petit détecteur pour les expériences au LHC. Appelé Faser, il permettra de tester des modèles exotiques de particules de matière noire, notamment ceux avec les fameux photons noirs qui pourraient trahir l'existence d'un monde parallèle.

Sciences

Physique

Matière noire : le Cern repartira à la chasse aux photons noirs avec Faser

actualité

• 06/03/2019

Le modèle cosmologique standard, bien confirmé jusqu'ici par de nombreuses observations, suppose que l'accélération de l'expansion de l'Univers observable est causée par une vraie constante cosmologique. Mais une nouvelle méthode d'évaluation de cette accélération avec des quasars suggère que ce n'est pas le cas, ce qui pointe en direction d'une nouvelle physique.

Sciences

Energie sombre

Énergie noire : les quasars révèlent-ils une nouvelle physique ?

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• 30/01/2019

L'expérience Acme est loin d'être aussi coûteuse et complexe que celles menées avec le LHC dans ses grands détecteurs. Elle permet toutefois de poser des contraintes sur les masses de certaines particules, notamment postulées par les théories supersymétriques, que pourrait détecter le LHC. Les derniers résultats n'incitent pas à l'optimisme.

Sciences

Physique

Supersymétrie : le LHC risque de ne pas détecter certaines nouvelles particules

actualité

• 23/10/2018

Les travaux de construction d'un nouveau LHC ont débuté. Celui-ci produira des faisceaux de protons plus intenses pour des collisions plus riches en évènements rares. Ce LHC à haute luminosité, ou HL-LHC, devrait partir chasser de la nouvelle physique à l'horizon 2025-2026.

Sciences

Cern

HL-LHC : la construction du successeur du LHC débute !

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• 03/07/2018

Les astrophysiciens tentent de prendre en défaut les équations d'Einstein en espérant découvrir une nouvelle physique de la gravitation. La « générale » est de nouveau victorieuse en passant un test avec une précision record en dehors de la Voie lactée.

Sciences

Astronomie

Relativité générale : au-delà de la Voie lactée, Einstein a toujours raison

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• 27/06/2018

On attend beaucoup de l'astronomie des ondes gravitationnelles pour tester nos théories physiques et astrophysiques sur les trous noirs supermassifs. La mission eLisa est faite pour ça mais elle ne sera opérationnelle que dans les années 2030. Quelques résultats intéressants pourraient peut-être déjà être obtenus dans les années 2020 en utilisant le satellite Gaia.

Sciences

Ondes gravitationnelles

Ondes gravitationnelles : Gaia pourrait les détecter avant eLisa

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• 18/01/2018

Ligo et Virgo ont détecté conjointement une fusion de trous noirs mais aussi d'étoiles à neutrons donnant lieu à une kilonova, source d'un sursaut gamma court. Ces deux observations ont été utilisées pour contraindre une nouvelle physique qui pourrait provenir de la théorie des supercordes. Futura a demandé quelques explications à Olivier Minazzoli, membre de la collaboration Virgo et qui travaille au centre scientifique de Monaco et à l'Observatoire de la Côte d'Azur (OCA).

Sciences

Onde gravitationnelle

Supercordes et ondes gravitationnelles : ce que Ligo et Virgo pourraient révéler

actualité

• 02/11/2017

Pour interpréter au mieux les observations du futur satellite Euclid, de l'ESA, et percer les secrets de la matière et de l'énergie noires, des simulations numériques de la formation des galaxies sont nécessaires. L'une d'elles vient de battre le record de taille en simulant l'évolution de l'univers observable depuis les âges sombres.

Sciences

Cosmologie

Matière noire : une simulation géante de l'univers pour percer ses secrets

actualité

• 14/06/2017

Un peu d'espoir pour conjurer le cauchemar de l'hypothèse du désert en physique des particules. Trois expériences différentes mettant en jeu des désintégrations de mésons B donnent des résultats étranges, mais cohérents, qui suggèrent l'existence de nouvelles particules dont certaines émergent naturellement de la théorie des cordes.

Sciences

Physique

Trois expériences ont-elles vu le boson W' de la théorie des cordes ?

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• 12/06/2017

L'idée d'une cinquième force découle naturellement des travaux cherchant à prolonger la théorie de la relativité générale pour unifier la physique ou pour expliquer l'énergie noire. Si elle existe, elle pourrait suffisamment modifier les mouvements des étoiles proches du trou noir supermassif de la Voie lactée pour être bientôt mise en évidence.

Sciences

Physique

Les astronomes chassent la cinquième force autour de notre trou noir galactique

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• 01/06/2017

Des théories proposées depuis les années 1970 pour unifier les forces de la nature prédisent que le proton est instable. Un jour, tous les noyaux de l’univers observable n’existeront donc plus si l’une de ces théories est exacte. On cherche à vérifier cette prédiction avec des expériences comme celle de Super Kamiokande. Elles indiquent pour le moment que sa durée de vie doit être supérieure à un million de milliards de milliards de milliards d’années.

Sciences

Physique

Quand les protons disparaîtront-ils de l'univers ?

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• 29/04/2017

La physique fondamentale du Big Bang, la gravitation quantique, pourrait se manifester tout proche de l'horizon des trous noirs en modifiant de façon caractéristique la propagation des ondes, qu'elles soient gravitationnelles ou électromagnétiques. Cet effet pourrait être observable grâce à un pulsar en orbite autour d'un trou noir.

Sciences

Physique

La gravitation quantique pourrait être testée grâce à un couple pulsar-trou noir supermassif

actualité

• 15/03/2017

Pendant les années 1970, l'astronome Vera Rubin a établi que les étoiles dans beaucoup de galaxies tournaient plus vite qu'elles ne le devraient si la gravitation n'était produite que par la matière lumineuse visible. Considérée depuis lors comme la découvreuse de la matière noire, elle vient de décéder à 88 ans.

Sciences

Matière noire

Avec la disparition de Vera Rubin, la matière noire est orpheline

actualité

• 28/12/2016

Encore plus difficile à détecter que les trois types de neutrinos du modèle standard, les neutrinos stériles sont un des serpents de mer de la cosmologie et de la physique théorique. Des mesures faites avec le détecteur IceCube, immense instrument enfoui dans les glaces de l'Antarctique, viennent pourtant de rendre leur existence moins plausible en réfutant les expériences qui la suggéraient.

Sciences

Neutrino

Matière noire : IceCube a-t-il réfuté les neutrinos stériles ?

actualité

• 13/08/2016