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Énergie et Matière noires ?
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Énergie et Matière noires ?

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Science : énergie noire

96 %

Quatre-vingt seize pour cent du contenu de l'univers est de nature inconnue. Les mystérieuses matière noire et énergie noire en sont-elles les composantes ?

Une toute petite partie de la matière noire est à coup sûr composée de neutrinos. Pour le reste cette matière noire est encore un véritable mystère. Différentes hypothèses sont explorées sur la composition de la matière noire :

  • de minitrous noirs,
  • de particules supersymétriques,
  • d'axion (particule hypothétique inventée par les théoriciens pour expliquer la symétrie charge-parité observée pour l'interaction forte)
  • et de Wimps (Particule subatomique neutre interagissant faiblement avec la matière comme le neutralino).

Preuves

De nombreuses preuves indirectes mais concordantes semblent attester de la présence de cette fameuse matière noire : que ce soit au niveau des galaxies, des amas de galaxies mais également en ce qui concerne la naissance des galaxies via le rayonnement fossile.

Depuis une décennie, des collisions d'amas de galaxies ont fourni des preuves convaincantes de l'existence de la matière noire.

En 2015, des images du télescope spatial Hubble de la fusion des quatre galaxies centrales ont démontré que la matière noire entourant l'une des galaxies ne suit pas le mouvement de la galaxie elle-même.

Ce résultat permet d'envisager l'existence d'interactions matière noire – mais une matière noire toujours de nature inconnue...

27 %

La matière noire serait au moins cinq fois plus abondante que la matière baryonique (univers observable) pour constituer environ 27 % de la densité d'énergie totale de l'Univers observable.

Nota : la matière baryonique correspond aux protons, et aux neutrons, auxquels on adjoint implicitement les électrons (qui ne sont pas des baryons, mais des leptons) qui composent les atomes et les molécules et toutes les structures visibles dans l'univers observable (étoiles, galaxies, amas de galaxies, etc.).

Matière noire ?

Sans pouvoir prouver l'existence de la matière noire, un faisceau de présomptions conduisent néanmoins les scientifiques à considérer cette hypothèse comme la plus vraisemblable.

Probablement composée de particules élémentaires, on la suppose répartie dans tout l'univers observable. Sans charge électrique et n’interagissant que très faiblement avec la matière normale, elle se signale par son attraction gravitationnelle.

Ce n'est ni de l'antimatière, ni de la matière normale, c'est-à-dire des protons, des neutrons ou des électrons.

Le mystère demeure entier...

Collision de 4 galaxies

Zoom collision de 4 galaxies

Un zoom sur la collision de quatre galaxies étudiée par les astronomes fourni par le télescope Hubble.

Les lignes bleues indiquent la répartition et la densité de matière noire. Ces arcs entourant les galaxies sont produits par un effet de lentille gravitationnelle forte. Pour trois galaxies, les concentrations de matière noire coïncident bien avec celle la matière visible. Mais pour la quatrième, à gauche, les deux sont nettement décalées. © ESO/R. Massey

Lentille gravitationnelle

L'un des premiers phénomènes prédits par la relativité générale, et qui a fortement contribué à la faire accepter, est celui de déviation de la lumière, également connu sous le nom de « lentille gravitationnelle ».

Energie noire ?

En cosmologie, l'énergie sombre ou énergie noire est une forme d'énergie hypothétique emplissant uniformément tout l'Univers et dotée d'une pression négative, qui la fait se comporter comme une force gravitationnelle répulsive.

L'existence de l'énergie sombre est nécessaire pour expliquer diverses observations astrophysiques, notamment l'accélération de l'expansion de l'Univers détectée au tournant du xxie siècle. Cette énergie sombre est une composante majeure de l'Univers, représentant environ 68 % de la densité d'énergie totale de l'Univers, mais sa nature reste aujourd'hui encore inconnue.

Elle ne doit pas être confondue avec la matière sombre qui, contrairement à l'énergie sombre, ne remplit pas uniformément l'Univers et qui interagit normalement (forces attractives) avec la gravitation.

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