Matière noire

Matériel

• Modèle de galaxie spirale avec halo de matière noire
• Curseurs de masse du halo et d'angle de vue
• Graphe de la courbe de rotation V(r) et affichage

Protocole

1. Observer la courbe de rotation

   Réglez « Masse du halo » basse (≈1) et examinez la courbe V(r) : au-delà du disque lumineux, la vitesse décroît presque en $V_c \propto r^{-1/2}$ car la masse est alors essentiellement interne. Notez quelques valeurs de l'affichage à plusieurs rayons.

2. Augmenter la masse du halo

   Augmentez progressivement « Masse du halo » et regardez la courbe s'aplatir à grand rayon. Avec un halo où $M(<r) \propto r$, $V_c^2 = GM(<r)/r$ donne $V_c \approx$ constante. Comparez l'extrémité externe à trois réglages de halo — c'est exactement la « preuve de matière noire » dans les galaxies.

3. Changer l'angle de vue et synthétiser

   Déplacez « Angle de vue » pour voir la galaxie inclinée ou par la tranche : la vitesse mesurée par Doppler est la projection $v\sin i$, donc une galaxie vue de face ne donne pas de courbe de rotation. « Pause » puis prédisez : si la matière noire était lumineuse (étoiles faibles, gaz), la courbe s'aplatirait-elle ? Concluez que masse et lumière sont distribuées différemment.

Simulation

Histoire de l’expérience

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