Existe-t-il une matière invisible dans l'Univers? Nous savons déjà qu'elle existe dans les trous noirs (voir mon précédent article). Depuis plus de 80 ans astronomes, astrophysiciens et autres chercheurs étudient l'existence et la nature de cette mystérieuse matière appelée matière noire ou matière sombre (dark matter).
La courbe de rotation d'une galaxie spirale
Représentons la vitesse de rotation d'une étoile en fonction de sa distance au centre d'une galaxie spirale.
Plus une étoile est loin du centre de la galaxie, plus sa vitesse de rotation devrait diminuer suivant une loi de Képler (courbe de rotation A).
En réalité les astrophysiciens ont constaté que cette vitesse était constante (courbe B).
On pense que c'est la présence de matière noire qui maintient cette vitesse constante.
En réalité les astrophysiciens ont constaté que cette vitesse était constante (courbe B).
On pense que c'est la présence de matière noire qui maintient cette vitesse constante.
Des halos enveloppent les galaxies
L'amas de galaxies Abell 3827 ci-contre se trouve à environ 1,4 milliard d'années-lumière de la Terre. Il a été observé au VLT, télescope du Paranal au Chili (voir mon précédent article). On voit au centre quatre galaxies qui brillent, auréolées d'arcs bleutés.
Comment interpréter ces observations? On pense que chacune de ces quatre galaxies est enveloppée d'un halo, un "cocon" de matière noire. Les arcs bleutés sont les images d'une galaxie lointaine, données par les halos qui jouent le rôle de lentilles (appelées lentilles gravitationnelles).
Nature de la matière noire
Je pense avoir bien compris les observations illustrées précédentes et j'espère vous avoir convaincus de l'existence de cette matière noire. Mais quelle est sa nature? De quoi est-elle faite? C'est un grand mystère. On pense qu'il y a deux sortes de matière noire:
la matière noire baryonique composée, comme la matière ordinaire, de particules élémentaires appelées baryons: les protons et les neutrons;
et la matière noire non baryonique ou exotique composée de particules hypothétiques : neutrino, WIMP (weakly interacting massive particle), MACHO (massive astronomical compact halo object), Axion, boson de Higgs peut-être??
Remarque
On ne doit surtout pas confondre matière noire (ou sombre) et énergie noire (ou sombre).
La matière noire exerce une attraction gravitationnelle, alors que l'énergie noire repousse au contraire la matière et est responsable de l'expansion de l'Univers.
Selon les astrophysiciens, l'Univers est composé environ de:
4% de matière ordinaire visible
21% de matière noire
75% d'énergie noire
Comment interpréter ces observations? On pense que chacune de ces quatre galaxies est enveloppée d'un halo, un "cocon" de matière noire. Les arcs bleutés sont les images d'une galaxie lointaine, données par les halos qui jouent le rôle de lentilles (appelées lentilles gravitationnelles).
Nature de la matière noire
Je pense avoir bien compris les observations illustrées précédentes et j'espère vous avoir convaincus de l'existence de cette matière noire. Mais quelle est sa nature? De quoi est-elle faite? C'est un grand mystère. On pense qu'il y a deux sortes de matière noire:
la matière noire baryonique composée, comme la matière ordinaire, de particules élémentaires appelées baryons: les protons et les neutrons;
et la matière noire non baryonique ou exotique composée de particules hypothétiques : neutrino, WIMP (weakly interacting massive particle), MACHO (massive astronomical compact halo object), Axion, boson de Higgs peut-être??
Remarque
On ne doit surtout pas confondre matière noire (ou sombre) et énergie noire (ou sombre).
La matière noire exerce une attraction gravitationnelle, alors que l'énergie noire repousse au contraire la matière et est responsable de l'expansion de l'Univers.
Selon les astrophysiciens, l'Univers est composé environ de:
4% de matière ordinaire visible
21% de matière noire
75% d'énergie noire