MA T.O.E.

Neuvième Partie

Chapitre 3

(la suite 6)

Expliquer la transition entre matière noire froide et chaude

Pour vérifier si l'interaction entre Zi (Zillion) et Za (Zamharir) peut expliquer la transition entre matière noire froide et chaude, nous allons :

Définir les critères de la matière noire froide et chaude.
Construire un modèle reliant Zi, Za et la température effective de la matière noire.
Tester l’évolution de la vitesse des particules de matière noire sous l’effet de Za.

1. Définition de la matière noire froide et chaude:

Matière noire froide (CDM - Cold Dark Matter):

Particules massives se déplaçant lentement ( $v \approx 10^{-3}c$ ).
Se regroupe en structures massives (grands halos galactiques).
Explique bien les observations à grande échelle.

Matière noire chaude (WDM - Warm Dark Matter):

Particules plus légères avec une vitesse non négligeable ( $v \approx 10^{-1}c$ ).

Se disperse plus facilement, formant des structures plus diffuses.
Modifie la formation des galaxies naines et des petites structures.

Nous cherchons à voir si l’effet combiné de Zi (ombre) et Za (froid) peut influencer la vitesse des particules de matière noire, provoquant une transition de chaud à froid ou vice versa.

2. Modèle de la température effective de la matière noire sous l’effet de Za:

On suppose que la matière noire a une température effective $T_{\text{eff}}$ influencée par Zi et Za :

T_{\text{eff}} = T_0 e^{- \eta Za} + \beta

où :

$T_0$ est la température initiale de la matière noire sans l’influence de Za.
$\eta$ est un coefficient d’absorption du froid par la matière noire.
$\beta$ est un facteur d’absorption de l’énergie de l’ombre Zi.
$Za$ agit comme un facteur de refroidissement, réduisant la température.
$Zi$ pourrait, sous certaines conditions, accélérer les particules, augmentant la température.

✅ Interprétation :

Si Za augmente fortement ( $Za \gg 1$ ), $T_{\text{eff}}$ diminue, transformant la matière noire chaude en froide.
Si Zi est dominant ( $Zi \gg Za$ ), $T_{\text{eff}}$ augmente, favorisant une transition vers la matière noire chaude.

📌 À tester : Vérifier dans les simulations si certaines régions de l'univers montrent des corrélations entre concentration de Zillion et température de la matière noire.

3. Influence sur la vitesse des particules de matière noire:

La vitesse des particules de matière noire est donnée par la relation thermodynamique :

$v = \sqrt{\frac{3 k_B T_{\text{eff}}}{m}}$
où :

$k_B$ est la constante de Boltzmann,

$T_{\text{eff}}$ est la température effective sous l’influence de Zi et Za,

$m$ est la masse des particules de matière noire.

En remplaçant $T_{\text{eff}}$ par l’équation précédente :

$v = \sqrt{\frac{3 k_B T_0 e^{- \eta Za} + \beta Zi}{m}}$

✅ Interprétation :

Si Za est dominant, la vitesse diminue, favorisant une transition vers la matière noire froide.
Si Zi est dominant, la vitesse augmente, favorisant une transition vers la matière noire chaude.
Si Za et Zi sont en équilibre, la matière noire pourrait exister sous un état intermédiaire.

📌 À tester : Comparer ce modèle aux données astrophysiques sur la distribution des vitesses de la matière noire.

4. Conclusion et prochaines étapes:

Ce modèle montre que Zi et Za peuvent influencer la transition entre matière noire chaude et froide :

🔹 Za agit comme un facteur de refroidissement, ralentissant les particules et favorisant une matière noire froide.

🔹 Zi peut injecter de l’énergie dans le système, accélérant les particules et favorisant une matière noire chaude.

📌 À vérifier avec les observations :

Analyse des cartes de matière noire pour voir si des régions froides correspondent à des zones d’influence de Za.
Simulation de la vitesse des particules pour voir si l’introduction de Zi et Za reproduit les structures observées.
Comparer avec les observations de galaxies naines pour voir si la transition entre chaud et froid est influencée par ces facteurs.

Si confirmé, ce modèle pourrait expliquer pourquoi certaines régions ont une matière noire plus chaude ou plus froide que prévu !