De quoi est faite la matière noire ?

 Un exemple : les physiciens se sont aperçus que le déplacement des étoiles et des galaxies était plus rapide que ce que prévoient les théories de la physique. Mais seulement si l’on prend en compte dans les équations uniquement la masse de la matière visible. Pour faire coller les observations avec la théorie, il faut donc envisager qu'il existe de la matière invisible : une matière noire qui exerce des forces gravitationnelles sur la matière visible.

Entre cinq et sept fois plus présente que la matière visible

Selon les scientifiques cette matière invisible, indétectable, est bien plus présente dans l'univers que la matière visible. Les calculs indiquent qu'il y a entre cinq et sept fois plus de matière noire que de matière visible. Autrement dit, la matière que nous connaissons (faite d'atomes) représente moins de 20 % de toute la matière qui compose notre Univers.

Si les scientifiques ne se trompent pas, nous sommes traversés à chaque instant par une multitude de particules de matière noire. Mais comme elles interagissent très peu avec la matière dont nous sommes faits, nous ne le sentons pas. Selon cette théorie, la matière noire n'est pas répartie de façon homogène dans l'univers. C'est à dire que dans notre système solaire, il y a moins de matière noire que de matière visible et la matière noire n'a pas d'effet sur le mouvement des planètes autour du soleil.

Si vous considérez l'ensemble d'une galaxie, matière visible et matière noire sont en proportion égale. Et lorsque vous considérez un amas de galaxies (dans lesquels plus d'une centaine de galaxies sont associées), là, il y a beaucoup plus de matière noire que de matière visible.

Une compétition entre les scientifiques du monde entier

Pour traquer la matière noire, une compétition s'est engagée entre les laboratoires de physique du monde entier. C'est à qui détectera la première particule de matière noire. Certaines expériences sont réalisées sous terre. C'est le cas de l'expérience joliment nommée Edelweiss, pour laquelle ont été installés des détecteurs spécialement conçus pour traquer ces particules dans un laboratoire souterrain à Modane, en Savoie. Le fait d'être sous terre protège le plus possible ces détecteurs des autres rayonnements cosmiques.

Il y a aussi d'autres expériences menées dans l'espace comme l'expérience AMS, pour laquelle un détecteur de particules a été installé à bord de la station spatiale internationale. Les premiers résultats de cette expérience ont été publiés en avril dernier dans la revue Physical Review Letters. Ils indiquent qu'après 18 mois de fonctionnement, le détecteur a révélé un excès de particules appelées positons, d'origine inconnue.

Ces positons ne sont pas de la matière noire, mais ils pourraient provenir de l'annihilation de particule de matière noire. Ils pourraient donc révéler de façon indirecte la présence de matière noire. Des analyses complémentaires doivent être menées pour vérifier cette hypothèse.

Une avancée majeure pour la physique

Alors cette matière noire existe-t-elle ? Beaucoup de scientifiques ont l'intuition que la réponse à cette question est à la portée des instruments d'observation dont ils disposent aujourd'hui. Quelle que soit la réponse à cette question, elle sera passionnante. Si on montre que la matière noire existe, ce sera une avancée majeure pour la physique.

Mais si elle n'existe pas, alors cela signifiera que l'on n'a pas compris les lois fondamentales de l'univers et que les théories de la physique d'aujourd'hui sont à revoir. Pour bon nombre de physiciens, l'idée de devoir tout reprendre n'a rien de décourageant. Au contraire !

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