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Les observations des courbes de révolution des étoiles autour du centre de leur galaxie montrent qu'elles tournent trop vite si l'on se base sur la loi de la gravitation de Newton ou sur la masse déduite de la luminosité des galaxies. Le plus probable est qu'il y ait de la matière cachée non lumineuse, de la matière noire. © Gianfranco Bertone
La matière sombre (dark matter en anglais) est une mystérieuse composante matérielle probablement constituée de particules élémentaires mais en aucun cas de matière normale, c'est-à-dire de protons, neutrons et électrons, et que l'on suppose répartie dans tout l'universunivers observable. Sans charge électrique et n'interagissant que très faiblement avec la matière normale, elle se signale par son attraction gravitationnelle.
On lui donne plus généralement en français le nom de matière noire ou encore de massemasse manquante. Il ne faut surtout pas la confondre à l'antimatière dont on sait que la curieuse absence au niveau cosmologique, alors qu'elle devrait être aussi abondante que les particules de matière normale, constitue une énigme toujours irrésolue.
La question de l'existence de la matière noire
On a de nombreuses preuves concordantes de la présence de la matière noire, que ce soit au niveau des galaxiesgalaxies, des amas de galaxiesamas de galaxies mais également en ce qui concerne la naissance des galaxies via le rayonnement fossilerayonnement fossile. Ces preuves sont toutefois indirectes. On aimerait pouvoir fabriquer ces particules non baryoniques en accélérateur, les détecter avec des expériences comme Coupp et Picasso ou encore dans l'espace avec AMS.
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 ? Ou bien est-ce une erreur dans l'équation d'Einstein ? Des questions auxquelles le futur satellite Euclid de l'Esa répondra. Réalisateur : Pierre-François Didek (Karamoja Productions). Directeur de collection : Vincent Minier (Laboratoire AIM Paris-Saclay). © AstrophysiqueTV-Dailymotion
Mais il se pourrait que l'on fasse fausse route et que l'on doive revoir la loi de la gravitationgravitation à l'échelle des galaxies et des amas de galaxies. Diverses théories ont été proposées, en particulier celle connue sous le nom de Mond et ses avatars relativistes.
Si le modèle de la matière noire froide (Cold Dark Matter ou CDM en anglais) semble solidesolide et le plus favorisé par l'expérience, il n'est pas exempt de défauts et certains désaccords entre ses prédictions et la réalité sont connus. Il se pourrait donc bien que les deux théories soient nécessaires pour rendre compte des observations. On ne peut totalement écarter l'hypothèse qu'il faille vraiment se passer de la matière noire et considérer uniquement des théories comme Mond.
Une toute petite partie de la matière noire est à coup sûr composée de neutrinosneutrinos. Pour le reste, si elle existe bien, on a proposé des minitrous noirs, des particules supersymétriques, l'axionaxion et assez souvent ce qu'on appelle des WimpsWimps.
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