Depuis plus d’une décennie, la communauté astrophysique recueille des preuves observationnelles qui semblent contredire le concept de matière noire en faveur de nouvelles théories de la gravité. Dans cet article, nous résumons les plus importantes d’entre elles, de 2016 à aujourd’hui.
D’après la loi de Newton et la distribution de la matière visible, les astrophysiciens s’attendraient à ce que la vitesse de rotation des étoiles et du gaz à l’intérieur d’une galaxie diminue avec la distance, mais dans les années 70, les astronomes ont découvert une anomalie : les galaxies spirales tournent à une vitesse presque constante, indépendamment de leur rayon. Comme nous l’avons expliqué dans des articles précédents, la matière noire a été considérée comme une source gravitationnelle supplémentaire pouvant expliquer les courbes de rotation aplaties des galaxies spirales.
Néanmoins, de nombreuses équipes ont trouvé des preuves astronomiques pointant vers des modèles de gravité modifiée. Par exemple, en 2016, une nouvelle relation significative a été trouvée dans les galaxies spirales et irrégulières, dans laquelle l’accélération observée dans les courbes de rotation est fortement corrélée à l’accélération gravitationnelle attendue à partir de la masse visible uniquement. Cette étude a utilisé une technique récente appelée photométrie dans le proche infrarouge, qui relie directement la lumière de l’étoile à la masse stellaire, sans aucun paramètre ajustable. Le rapport masse/lumière est le facteur de conversion nécessaire à l’étude [1].
Les galaxies présentent une grande variété de formes, de masses, de tailles et de densités, et sont généralement elliptiques (soutenues par la pression), spirales et irrégulières (soutenues par la rotation). Les auteurs de l’étude n’ont pris en compte que les systèmes soutenus par la rotation, car leur courbe de rotation fournit un traceur direct de l’accélération centripète.
La base de données utilisée provient du nouveau Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), le plus grand échantillon de galaxies à ce jour avec des données spatialement résolues sur la distribution des étoiles et du gaz ainsi que des courbes de rotation pour chaque galaxie, contenant un échantillon de 175 galaxies à disque représentant tous les types morphologiques soutenus par la rotation, y compris des observations dans le proche infrarouge (3,6μm) qui tracent la distribution de la masse stellaire et des observations à 21 cm près, qui tracent le gaz atomique. Comme l’expliquent les auteurs dans l’article [1], les données de 21 cm fournissent également des champs de vitesse à partir desquels les courbes de rotation sont dérivées.
L’image ci-dessous présente leurs résultats, où l’on voit la corrélation entre l’accélération radiale tracée par les courbes de rotation et celle prédite par la distribution observée de la masse standard (masse baryonique), sur près de 2700 points provenant de 153 galaxies de morphologies, de masses, de tailles et de fractions de gaz très différentes.
Figure 1 (tirée de la prépublication) : L’accélération centripète observée dans les courbes de rotation, gobs = V^2/R, est tracée par rapport à celle prédite pour la distribution observée des baryons, gbar = |∂Φbar/∂R| dans le panneau supérieur. Près de 2700 points de données individuels pour 153 galaxies SPARC sont représentés en niveaux de gris. L’incertitude moyenne sur les points individuels est illustrée dans le coin inférieur gauche. Les grands carrés indiquent la moyenne des données regroupées. Les lignes en pointillé montrent la largeur de la crête mesurée par la valeur efficace dans chaque bac. La ligne en pointillé est la ligne d’unité. La ligne continue est l’ajustement de l’équation 4 aux données non regroupées à l’aide d’un algorithme de régression orthogonale de la distance qui prend en compte les erreurs sur les deux variables. L’encadré montre l’histogramme de tous les résidus et une gaussienne de largeur σ = 0.11 dex. Les résidus sont montrés en fonction de gobs dans le panneau inférieur. Les barres d’erreur sur les données binées sont plus petites que la taille des points. Les lignes continues montrent la dispersion attendue des incertitudes observationnelles et de la variation d’une galaxie à l’autre du rapport masse stellaire/lumière. Cette dispersion extrinsèque suit de près la dispersion rms observée (lignes pointillées) : les données sont cohérentes avec une dispersion intrinsèque négligeable.
Cette relation d’accélération radiale est totalement empirique et persiste même lorsque la matière noire domine, sa contribution est donc totalement déterminée par celle des baryons. Dans cette étude, aucun modèle de halo particulier n’a été utilisé pour la matière noire, ils sont inutiles. L’image ci-dessus montre également que la dispersion observée est faible et largement régie par les incertitudes observées.
Au moment où ces résultats ont été publiés (2016), les auteurs ont conclu que ces galaxies ne nécessitaient pas de matière noire, ce qui n’a pas été compris à l’époque, une explication étant nécessaire.
Parmi les modèles alternatifs à la matière noire, le modèle MoND (pour Modified Newtonian Dynamics) est une alternative controversée à la relativité générale et à son hypothèse selon laquelle la dynamique des galaxies est déterminée par des halos de matière noire massifs et invisibles.
MoND est un exemple d’une classe de théories connues sous le nom de gravité modifiée, où les lois de Newton sont modifiées. Elle a été publiée en 1983 par le physicien israélien Mordehai Milgrom, qui a noté que les divergences que l’on a tenté d’expliquer par la matière noire pourraient être résolues si la force gravitationnelle subie par une étoile dans les régions extérieures d’une galaxie était proportionnelle au carré de son accélération centripète (par opposition à l’accélération centripète elle-même, comme dans la deuxième loi de Newton) ou, alternativement, si la force gravitationnelle variait de façon inversement linéaire par rapport à l’accélération centripète (comme dans la deuxième loi de Newton) ou si la force gravitationnelle variait de façon inversement linéaire avec le rayon (par opposition à l’inverse du carré du rayon, comme dans la loi de la gravité de Newton). Dans la MoND, la violation des lois de Newton se produit à des accélérations extrêmement faibles, caractéristiques des galaxies, bien inférieures à ce que l’on rencontre généralement dans le système solaire ou sur Terre [2]. Cela signifie que la gravité à de faibles accélérations serait plus forte que ce que prévoit une description purement newtonienne.
La MoND a permis de prédire les caractéristiques observées des galaxies et d’expliquer une grande quantité de données sur les vitesses de rotation des galaxies en utilisant uniquement les étoiles et le gaz visibles. On pensait pourtant qu’elle avait été démentie par un cas publié dans la revue Nature, qui affirmait que la MoND ne pouvait pas être vraie parce que les mouvements internes de la galaxie naine NGC1052-DF2, une petite galaxie composée d’environ 200 millions d’étoiles, étaient trop lents.
Apparemment, ces affirmations étaient prématurées, car en 2018, de nouvelles recherches ont montré que les travaux précédents ne tenaient pas compte de l’influence de l’environnement gravitationnel autour de la galaxie naine, qui pourrait affecter les mouvements à l’intérieur de celle-ci. Si la galaxie naine était proche d’une galaxie massive – ce qui est le cas ici – les mouvements à l’intérieur de la naine seraient plus lents [3].
Notre modélisation de l’effet environnemental de la MoND a été confirmée ultérieurement par un autre groupe.
Dr. Hongsheng Zhao, École de physique et d’astronomie de l’université de St Andrews.
Ce type d’effet de champ externe, ou EFE, dû aux masses entourant le système gravitationnel, n’est prévu ni par la théorie newtonienne, ni par la théorie de la relativité d’Einstein (et la matière noire ne peut donc pas l’expliquer). La MoND prédit que les mouvements internes d’un objet dans le cosmos ne dépendent pas seulement de la masse de l’objet lui-même, mais aussi de l’attraction gravitationnelle exercée par toutes les autres masses de l’univers, ce qui est en accord avec les observations astronomiques, en particulier pour les 153 galaxies testées pour l’EFE plus tard en 2020.
La non-linéarité de la MoND est à l’origine de ce que l’on appelle l’EFE, qui affaiblit l’autogravité d’un système si celui-ci est accéléré uniformément par un champ extérieur, même en l’absence totale d’effets de marée.
Cette année-là, une équipe d’astrophysiciens et d’astronomes dirigée par Kyu-Hyun Chae, de l’université Sejong en Corée du Sud, a détecté cette EFE dans 153 galaxies sélectionnées dans la base de données SPARC, et leurs résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal [4].
Au départ, j’étais réticent à l’idée d’interpréter nos propres résultats en faveur de la MoND. Mais aujourd’hui, je ne peux pas nier le fait que les résultats tels qu’ils se présentent soutiennent clairement la MoND plutôt que l’hypothèse de la matière noire.
Dr. Chae
Le groupe a analysé 153 courbes de rotation de galaxies à disque dans le cadre de son étude et a déduit l’EFE en observant que les galaxies situées dans des champs externes puissants ralentissaient ou présentaient des courbes de rotation décroissantes plus fréquemment que les galaxies situées dans des champs externes plus faibles, comme le prédisait la MoND à elle seule.
“Je viens des mêmes universités que les membres de la communauté de la matière noire. Cela fait mal de penser que nous puissions nous tromper à ce point. Mais Milgrom a prédit ce phénomène il y a plus de 30 ans avec la MoND. Aucune autre théorie n’a anticipé le comportement observé”. Dr. McGaugh, membre de l’équipe de recherche.
Un an plus tard, en 2021, un article publié dans EPJ C par Gerson Otto Ludwig, de l’Institut national de recherche spatiale du Brésil [5], suggère que si le cadre newtonien de la gravité est remplacé par un modèle basé sur la relativité générale, afin d’inclure les effets du gravitomagnétisme, il n’est pas nécessaire d’avoir recours à la matière noire.
Lorsqu’un objet massif en rotation, comme une étoile ou un trou noir, “entraîne” avec lui le tissu même de l’espace-temps – un effet de la relativité générale qui n’existe pas dans la théorie de la gravité de Newton, appelé “frame-dragging” ou “effet Lense Thirring” -, il en résulte un champ gravitomagnétique. Dans son article, Ludwig présente un nouveau modèle pour les courbes de rotation des galaxies et démontre que même si les effets des champs gravitomagnétiques sont faibles, leur prise en compte dans les modèles efface la différence entre les théories de la gravité et les courbes de rotation observées, éliminant ainsi la nécessité de la matière noire.
Comme l’indique le résumé de son article [5] :
La courbe de rotation mesurée des galaxies a apporté un soutien expérimental important au concept de matière noire. Cependant, la plupart des théories utilisées pour expliquer la courbe de rotation se sont limitées au cadre du potentiel newtonien, sans tenir compte des corrections relativistes générales associées aux courants de masse. Cet article montre que le champ gravitomagnétique produit par les courants modifie la courbe de rotation galactique, notamment à grande distance. Le couplage entre le potentiel newtonien et la fonction de flux gravitomagnétique donne lieu à une équation différentielle non linéaire qui relie la vitesse de rotation à la densité de masse. La solution de cette équation reproduit la courbe de rotation galactique sans avoir recours à d’obscures composantes de matière noire, comme l’illustrent trois cas caractéristiques. Un modèle bi-dimensionnel est développé qui permet d’estimer la masse totale, la densité de masse centrale et la forme globale des galaxies, tout en s’adaptant aux courbes de luminosité et de rotation mesurées. Les effets attribués à la matière noire peuvent être simplement expliqués par le champ gravitomagnétique produit par les courants de masse.
Comme le note Ludwig, les forces gravitomagnétiques remplacent les effets de la matière noire. Comme indiqué dans son article, le champ gravitomagnétique produit par les courants joue quatre rôles importants dans la solution auto-consistante [5] :
(1) la force de Lorentz associée au champ gravitomagnétique équilibre la force d’attraction newtonienne dans la direction perpendiculaire au plan équatorial dans un équilibre sans pression ;
(2) le champ gravitomagnétique crée une vorticité dans un mouvement par ailleurs irrotationnel dans un fluide non visqueux ;
(3) le couplage non linéaire entre le champ gravitomagnétique et le champ newtonien fournit le mécanisme de transition entre le flux de rotation rigide près de l’origine et le flux à vitesse constante près du bord ;
(4) à grande distance, la force de Lorentz gravitomagnétique presque constante, ajoutée à la force centrifuge décroissante, équilibre l’attraction gravitationnelle également décroissante.
Puis, en 2022, une étude de la vitesse de rotation du gaz dans la galaxie naine AGC 114905 [6] a de nouveau mis à mal la théorie de la MoND, car l’étude a révélé que le gaz tournait très lentement par rapport à ce que prédisait la MoND. Néanmoins, une vitesse aussi lente est en contradiction avec celle attendue dans un univers régi par la relativité générale et contenant de grandes quantités de matière noire, raison pour laquelle des doutes ont également été émis sur les observations astronomiques.
En réalisant des simulations hydrodynamiques MoND d’une galaxie à disque riche en gaz avec une distribution de masse similaire à celle d’AGC 114905, d’abord de manière isolée puis en incluant l’EFE, le mystère a apparemment été résolu.
“Nos simulations montrent que l’inclinaison de AGC 114905 pourrait être nettement inférieure à ce qui a été rapporté, ce qui signifierait que la galaxie tourne en réalité beaucoup plus vite qu’on ne le pense, conformément aux attentes du MoND. –Banik, auteur principal.
Cela signifie que la galaxie pourrait être beaucoup plus proche de la face que les observateurs ne le pensaient, et donc que la galaxie tourne beaucoup plus vite que ce qui a été rapporté, ce qui élimine la tension avec la théorie MoND. Le groupe de M. Banik a prédit que la vitesse de rotation élevée de la théorie gravitationnelle MoND est compatible avec les observations si l’inclinaison de la galaxie est surestimée, ce qui semble être le cas ici [7].
Un second article de Banik datant de 2022 [8], dans lequel l’auteur montre les nombreux échecs du modèle cosmologique standard par rapport à MOND, passe en revue la théorie MOND qui est souvent capable d’expliquer naturellement les observations. Son analyse peut être considérée comme critique pour montrer pourquoi Mond l’emporte sur le modèle cosmologique standard, en arrivant à la conclusion que les galaxies manquent réellement de matière noire.
Comme l’indique le résumé de son étude[8], il s’agit de :
Ce problème de gravité manquante peut indiquer une défaillance de la GR à de faibles accélérations, comme le postule la dynamique milgromienne (MoND). Nous passons en revue la théorie MoND et ses conséquences, y compris dans un contexte cosmologique où nous préconisons une approche hybride impliquant des neutrinos stériles légers pour résoudre les problèmes de MoND à l’échelle des amas de galaxies. Nous testons ensuite les nouvelles prédictions de la MoND à l’aide de preuves provenant de galaxies, de groupes de galaxies, d’amas de galaxies et de la structure à grande échelle de l’univers. Nous examinons également si le paradigme cosmologique standard (ΛCDM) peut expliquer les observations et nous passons en revue plusieurs falsifications très significatives publiées précédemment. Notre évaluation globale tient compte à la fois de la mesure dans laquelle les données s’accordent avec chaque théorie et de la flexibilité dont chacune dispose pour s’adapter aux données, l’étalon-or étant une prédiction a priori claire qui n’est pas éclairée par les données en question. Notre conclusion est que la MoND est favorisée par une abondance de données à travers un large éventail d’échelles astrophysiques, allant des échelles kpc des barres galactiques à l’échelle Gpc du supervide local et de la tension de Hubble, qui est atténuée dans la MoND par une variance cosmique accrue. Nous envisageons également plusieurs tests futurs, principalement à des échelles beaucoup plus petites que les galaxies.
Enfin, nous aimerions aborder cette dernière étude de la rotation galactique qui soutient une généralisation du modèle MoND, appelée AQUAL, qui vise à réaliser une modélisation plus réaliste des travaux précédents de Chae qui utilisaient un modèle MOND sphérique analytique où les champs externes déduits de la dynamique interne basée sur un tel modèle simple étaient en accord avec ceux attendus des environnements cosmiques.
Pour ce faire, dans ce deuxième travail de Chae [9], les parties internes et externes des courbes de rotation ont été séparées et des solutions numériques de gravité modifiée ont été utilisées, y compris l’effet EFE. L’une des principales différences entre AQUAL et le modèle standard de matière froide, abrégé ΛCDM (ou LCMD), est que les vitesses de rotation des étoiles de l’orbite intérieure par rapport à celles des étoiles de l’orbite extérieure devraient toutes deux être régies par la distribution de la matière, de sorte que la courbe devrait être lisse. Or, la dynamique non linéaire et autogravitationnelle de la théorie AQUAL prédit un minuscule pli dans la courbe. Même s’il est trop petit pour être mesuré dans une seule galaxie, il devrait y avoir un petit décalage entre les distributions de vitesse interne et externe lorsqu’il est mesuré dans un grand échantillon de galaxies.
En analysant les courbes de vitesse à haute résolution de 152 galaxies observées dans la base de données Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), l’auteur de cette étude a constaté un écart en accord avec AQUAL par rapport à la cosmologie standard de la matière noire, lorsque les effets de l’EFE sont pris en compte[9].
Figure 2 (tirée de [9]) : Comparaison des résultats de deux modèles de halo de matière noire (DM) avec les données SPARC. (A) Le panneau le plus à gauche montre les données SPARC de 3097 points provenant de 152 galaxies avec des rapports masse/lumière Υdisk = 0.5Υ pour le disque et Υbulge = 0.7Υ pour le bulbe. Les incertitudes typiques du logarithme des accélérations sont indiquées par des barres d’erreur en bas du panneau. L’encadré définit le résidu orthogonal ∆⊥de la relation algébrique MOND, c’est-à-dire la fonction d’interpolation, pour a0 = 1,199×10-10ms-2 ajustée aux courbes de rotation extérieures. (B) Ce panneau montre la tendance des médianes des résidus orthogonaux dans les bacs orthogonaux. Les modèles de halo DM s’écartent systématiquement des données SPARC, contrairement au modèle AQUAL[9]. Les lignes pointillées représentent les résultats pour un sous-échantillon de 111 galaxies sans bulbe.
Figure 3 (tirée de [9]) : Parties internes et externes des courbes de rotation dans le plan d’accélération. (A) Chaque courbe de rotation SPARC montrée dans la figure 2(a) est séparée en une partie intérieure ascendante et une partie extérieure quasi-plate. Les données pour les deux parties sont affichées séparément et comparées aux résultats simulés par AQUAL pour les mêmes galaxies. Chaque panneau a le même format que la figure 2(a). La courbe en pointillé et la bande indiquent l’ajustement bayésien de l’équation (6) aux points de données SPARC de la partie intérieure ou extérieure. (B) Les histogrammes montrent les résidus orthogonaux de la relation algébrique MOND (ligne rouge) pour les points de données extérieurs (panneau supérieur) et intérieurs (panneau inférieur). Les histogrammes sont ajustés avec un modèle gaussien, et la moyenne ajustée μ (avec une erreur bootstrap) et l’écart-type σ sont indiqués. (C) Les lignes pleines et en pointillés montrent la tendance des résidus orthogonaux dans des bacs orthogonaux pour les parties extérieures et intérieures, respectivement. Les lignes noires épaisses représentent les données SPARC tandis que les lignes magenta représentent les résultats simulés par AQUAL. Les lignes vertes représentent les résultats ajustés par MCMC pour un sous-échantillon de 65 galaxies [9] d’une bonne gamme dynamique qui sont relativement plus massives et plus grandes. Les lignes orange représentent les résultats DC14 pour 111 galaxies sans bulbe avec L < 1011L , qui est le cas CDM le plus favorable montré dans la figure 2.
Comme le montre son étude des analyses bayésiennes du ΛCDM et du MoND, ainsi que des simulations numériques AQUAL des parties internes et externes des 152 CR SPARC, le modèle de gravité modifié AQUAL prédit correctement les parties internes et externes des CR, alors que les modèles de halo ΛCDM actuels ont tendance à s’écarter de la plage autorisée par l’incertitude systématique des rapports masse stellaire/lumière (voir les figures 2 et 3).
En outre, la base de données SPARC actuelle exclut à 7σ de signification l’hypothèse selon laquelle les parties internes et externes suivent une courbe universelle sur le plan de l’accélération. Cela contredirait les propositions actuelles d’inertie modifiée. Par conséquent, l’interprétation EFE des courbes de rotation galactique est confirmée et son origine est probablement la gravité modifiée plutôt que l’inertie modifiée.
La perspective de la Science Unifiée
L’existence de l’énergie noire et de la matière noire a été supposée pour que les équations du champ d’Einstein puissent prédire correctement l’expansion de l’univers et la vitesse de rotation des galaxies. Selon ce point de vue, l’énergie noire est la source d’une force d’expansion dans l’univers (c’est ce qui explique la constante de Hubble dans les principales théories), tandis que la matière noire fournit une source de gravité supplémentaire nécessaire pour stabiliser les galaxies et les amas de galaxies, puisqu’il n’y a pas assez de masse ordinaire pour les maintenir ensemble compte tenu de l’expansion accélérée de l’univers. Cette gravité supplémentaire expliquerait également la vitesse de rotation des galaxies.
Les particules de matière noire n’ont jamais été découvertes, malgré plusieurs décennies de recherches minutieuses, souvent à l’aide de grands détecteurs. Entre-temps, comme l’indique cet article, les théories modifiées de la gravité obtiennent des résultats très prometteurs, et toutes ne contiennent pas de matière noire.
C’est le cas du modèle holographique généralisé développé par Nassim Haramein pour résoudre le problème de la catastrophe du vide – la différence de 122 ordres de grandeur entre la densité d’énergie à l’échelle quantique et celle à l’échelle astronomique -, où la matière noire et l’énergie noire sont expliquées par le vide quantique et sa dynamique, en termes d’organisation des fluctuations du vide décrites comme des unités sphériques de Planck (PSU), et un taux de transfert d’information de la surface au volume qui s’étend de l’échelle de Planck à l’échelle universelle [10], créant un flux d’information et un écrantage (conditions de limites) qui concerne toutes les structures de l’univers.
Ses travaux [11,12] seront complétés par l’étude à paraître prochainement, intitulée “Invariant unification of forces, fields and particles, in the quantum vacuum plasma [13]”, qui montre la distribution des masses stellaires, des galaxies, des amas et de tous les objets astronomiques en fonction de la relation masse/rayon. La loi d’échelle démontrera clairement qu’il n’y a pas besoin de masse noire et d’énergie noire… car elles ne sont pas réelles.
Références
[1] Stacy S. McGaugh and Federico Lelli, The radial acceleration relation in rotationally supported galaxies Phys. Rev. Lett. 117, 201101 (2016) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.201101
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Modified_Newtonian_dynamics
[3] Kroupa, P., Haghi, H., Javanmardi, B. et al. Does the galaxy NGC1052–DF2 falsify Milgromian dynamics?. Nature 561, E4–E5 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0429-z
[4] Kyu-Hyun Chae et al, Testing the Strong Equivalence Principle: Detection of the External Field Effect in Rotationally Supported Galaxies, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/abbb96
[5] G. O. Ludwig, Galactic rotation curve and dark matter according to gravitomagnetism, The European Physical Journal C (2021). DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-08967-3
[6] Pavel E Mancera Piña et al, No need for dark matter: resolved kinematics of the ultra-diffuse galaxy AGC 114905, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2021). DOI: 10.1093/mnras/stab3491
[7] Indranil Banik et al, Overestimated inclinations of Milgromian disc galaxies: the case of the ultradiffuse galaxy AGC 114905, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac1073.
[8] Indranil Banik et al, From Galactic Bars to the Hubble Tension: Weighing Up the Astrophysical Evidence for Milgromian Gravity, Symmetry (2022). DOI: 10.3390/sym14071331
[9] Kyu-Hyun Chae, Distinguishing Dark Matter, Modified Gravity, and Modified Inertia with the Inner and Outer Parts of Galactic Rotation Curves, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2207.11069
[10] Haramein, N. and Val Baker, A. (2019) Resolving the Vacuum Catastrophe: A Generalized Holographic Approach. Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, 5, 412-424. https://doi.org/10.4236/jhepgc.2019.52023
[11] Haramein, N. (2012). Quantum Gravity and the Holographic Mass, Physical Review & Research International, ISSN: 2231-1815, Page 270-292
[12] Val baker, A.K.F, Haramein, N. and Alirol, O. (2019). The Electron and the Holographic Mass Solution, Physics Essays, Vol 32, Pages 255-262.
[13] Scale invariant unification of forces, fields and particles in a Planck vacuum plasma,