Masse manquante ?

Les différents problèmes de masse manquante sont résumés au moyen du tableau classique suivant qui donne l'ordre de grandeur du paramètre de densité Omega en fonction de l'échelle des observations.
Omega-visible ~ 0.01 associée à la matière visible,
Omega-galaxie ~ 0.1 associée à la dynamique des galaxies,
Omega-amas ~ 0.2 à 0.3 associée à la dynamique des amas,
Omega-lss ~ 0.8 +/- 0.5 associée aux grandes structures.
Enfin beaucoup de cosmologistes voudraient (pour des raisons très diverses) que Omega = Omega-univers soit exactement égal à 1!

Il n'est pas question de résoudre tout ces problèmes de masse manquante, provenant des différences entre les "Omega observés", mais de mieux les poser.

1- A l'échelle de l'univers le problème de la détermination de Omega = Omega-univers en fonction de Ho et de l'âge de l'univers, se pose de manière très différente suivant les modèles, cf. la première figure. Dans le modèle standard, pour que l'univers soit plus âgé que les amas globulaires les plus vieux, il faut que non seulement Ho soit plus petit que 60 km/s/Mpc, mais encore que Omega soit petit, de fait Omega <= 0.1.
Dans le modèle de De Sitter par contre l'âge de l'univers augmente avec Omega. En fait la seule contrainte que l'on ait pour que l'univers soit plus âgé que les objets les plus vieux qu'il contient, est une borne inférieure pour Omega en fonction de Ho; par exemple pour Ho=75, il faut Omega >= 0.5.

2- Un gros problème classique de masse cachée se manifeste au niveau des courbes de rotation des galaxies (pour expliquer leur platitude). A la lumière de la méthode que nous avons mise au point, le phénomène de platitude des courbes s'explique très simplement, sans recours à un éventuel halo massif, tout en faisant apparaitre qu'il y a en fait moins de "masse cachée".

3- Pour estimer Omega-amas, il est usuel d'employer le classique théorème du viriel qui permet d'évaluer la masse d'un amas à partir des vitesses de dispersion des galaxies de cet amas. Mais ce théorème du viriel est basé sur la loi d'attraction newtonienne, Il vaudrait mieux utiliser un "théorème du viriel postnewtonien" et comme le champ postnewtonien s'annulle au rayon d'attraction, la correction risque fort d'être très importante. Plus précisemment, les théories postnewtonienne et einsteinienne étant équivalentes, il existe une pression gravitationnelle pure (négative), d'où un concept de sphère (et de rayon) d'attraction d'une condensation locale de matière dans un univers en expansion. Ce fait a déjà été signalé par J.-M. Souriau. Ainsi la relativité générale fournit, en utilisant cette notion de sphère d'attraction, un nouveau moyen pour estimer Omega-amas. Comme cette sphère d'attraction évolue avec l'expansion et l'âge de l'amas considéré, on peut obtenir des estimations intéressantes. A titre d'illustration, voici une estimation de la masse de l'amas de la Vierge en fonction de son âge, pour différentes valeurs du paramètre de Hubble.