Transcription comique
Panel 1.
Alkina: Dr Rubin, avez-vous étudié les amas de galaxies, comme Fritz Zwicky?
Vera: Non, j’ai étudié les galaxies individuelles, pas les amas.
Panel 2.
Vera: Avec le spectromètre de Kent Ford, j’ai mesuré les vitesses orbitales des étoiles dans les galaxies. Nous nous attendions tous à trouver des étoiles plus lente en observant plus loin des centres des galaxies.
Epo: Parce que les objets qui sont plus loin d’une masse centrale devrait avoir une vitesse orbitale plus lente.
Vera: Exact, comme le dit la 3ème loi de Kepler du mouvement des planètes et la loi de Newton sur la gravitation universelle. Mais nous n’avons pas trouvé cela.
Panel 3.
Vera: Nous avons constaté que les étoiles extérieures se déplaçaient aussi vite que les étoiles prés du centre.
Alkina: Si elles allaient si vite, ne devraient-elles pas s’envoler hors de la galaxie!?
Panel 4.
Vera: Oui, à leurs vitesses elles devraient échapper à l’attraction gravitationnelle de la galaxie. Mais ce n’est pas le cas. Ce qui signifie qu’il y a plus de masse dans les galaxies, et autour des galaxies, qui maintient les étoiles dans les galaxies. Mais nous ne pouvons pas la voir … c’est la matière noire.
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Qu’est ce que cela signifie?
La 3ème loi de Kepler sur le mouvement planétaire – Le carré de la période (P) de l’orbite d’un objet est proportionnelle au cube du demi grand axe (a) de cette orbite. Mathématiquement, cela peut être représentée comme P2 ∝ a3. Kepler a découvert cette loi en étudiant les mouvements des planètes autour du Soleil, mais c’est une loi fondamentale qui peut être dérivée de la loi de Newton sur la gravitation.
Loi de Newton sur la gravitation universelle – Deux objets de masse m1 et m2 qui ont une distance r entre leurs centres s’attirent avec une force égale à (G*m1*m2)/r2. La constante de la gravitation universelle, G, est égale à
6.672×10-11Nm2/kg2 en unités SI.
En langage courant!
Vera Rubin a étudié les vitesses orbitales des étoiles dans les galaxies. Les lois de Kepler et Newton prédisent que les étoiles à l’extrémité d’une galaxie devraient se déplacer plus lentement que les étoiles qui sont plus proches du centre de masse de la galaxie Mais même en tenant compte de toute la masse visible dans les galaxies, Dr Rubin a plusieurs fois constaté que les étoiles en orbite lointaines se déplaçaient à des vitesses comparables à celles près du centre d’une galaxie.
Ce fut le cas pour chaque galaxie observé par Dr Rubin, et cela a été confirmé par de nombreux autres astronomes depuis sa découverte initiale. L’implication de ces résultats est que non seulement les galaxies contiennent plus de masse qui ne peut être vue, mais la masse invisible semble résider loin à l’extérieur de la partie visible de la galaxie.
Lorsque l’on assemble la troisième loi de Kepler et la loi de Newton sur la gravitation on obtient la courbe appelée A dans la figure ci-dessous, avec les étoiles les plus lointaines ayant des vitesses plus faibles. Mais ce n’est pas ce qui est observé dans les galaxies. Au lieu de cela, la vitesse reste constante aussi loin que les étoiles peuvent être observées. La ligne B est ce que l’on voit- les étoiles lointaines ont presque la même vitesse que les étoiles plus près.
