Les scientifiques pensent que la matière noire pourrait être considérée comme un univers alternatif suite à une étude révolutionnaire.
Le nouvel article du Dr Arushi Bodas, chercheur postdoctoral à l’Institut Enrico Fermi de l’Université de Chicago, et de ses collègues, affirme que la matière noire pourrait et devrait éventuellement être considérée comme un univers alternatif déformé qui ne s’est jamais complètement développé.
Mais avant de discuter de cet article, il est important de comprendre à quel point la matière noire est mystérieuse.
C’est cependant plus facile à dire qu’à faire.
Bien qu’elle constitue plus de 80 % de toute la matière de l’univers, les scientifiques n’ont pas encore observé la matière noire. Son existence est déduite parce que le comportement des étoiles, des planètes et des galaxies serait totalement inexplicable sans sa présence.
La matière noire est difficile à observer ; en fait, c’est complètement imperceptible. Il n’émet aucune lumière ni énergie, ce qui le rend indétectable par les capteurs et détecteurs conventionnels.
Les scientifiques pensent que sa composition est la clé pour comprendre sa nature mystérieuse. La matière visible, également connue sous le nom de matière baryonique, est composée de particules subatomiques appelées baryons, constituées de protons, de neutrons et d’électrons. La composition de la matière noire reste en revanche spéculative.
Potentiellement, il pourrait être constitué de baryons, mais il pourrait également être composé de matière non baryonique, qui fait référence à différents types de particules. La croyance dominante parmi les scientifiques est que la matière noire est principalement composée de matière non baryonique. Un autre candidat potentiel sont les neutralinos, des particules hypothétiques qui sont plus lourdes et plus lentes que les neutrinos, bien qu’elles n’aient pas encore été observées.
Les neutrinos stériles sont également considérés comme des candidats à la matière noire. Les neutrinos sont des particules qui ne contribuent pas à la matière ordinaire. Même si un flux de neutrinos émane du Soleil, ils interagissent rarement avec la matière normale et traversent la Terre et ses milliards d’habitants. Parmi les trois types connus de neutrinos, le neutrino stérile est proposé comme candidat potentiel à la matière noire. Il n’interagirait avec la matière ordinaire que par gravité.
L’hypothèse la plus récente propose que la matière noire existe dans un univers parallèle déformé au sein du nôtre, où les atomes sont incapables de se rassembler. Dans le domaine de la matière ordinaire, les protons et les neutrons possèdent des masses presque identiques, créant les conditions nécessaires à la formation d’atomes stables.
L’étude récente propose l’existence d’un univers fantôme potentiel dans lequel les protons et les neutrons ont des masses asymétriques, résultant en un mélange chaotique de particules subatomiques qui interagissent rarement. En d’autres termes, c’est à l’opposé du fonctionnement de la matière conventionnelle. Ce phénomène pourrait également expliquer pourquoi la matière noire ne s’agrège pas.
Depuis que les astronomes ont initialement soupçonné la présence de matière noire dans les années 1930, les débats sur ce qu’elle est (et ce qu’elle n’est pas) ont fait rage. Les observations indiquent qu’elle dépasse la matière ordinaire dans un rapport de 6 pour 1. Les galaxies et les amas de galaxies sont entourés de sphères massives, appelées « halos », de matière noire.
Pour ne pas être détectée, les astronomes émettent l’hypothèse que cette quantité substantielle de matière doit être composée de particules ayant une interaction minimale avec la matière ordinaire ou même entre elles. Leur fonction principale est de fournir le cadre gravitationnel de la matière lumineuse. Les astronomes pensent que ces halos ont été créés au début de l’histoire cosmique et ont ensuite attiré la matière ordinaire qui, en raison de sa diversité de comportements, a évolué vers des structures complexes, tandis que la matière noire, étant inerte, est restée inchangée.
L’énergie sombre, en revanche, semble n’avoir pour but que d’accélérer l’expansion cosmique, et les preuves existantes suggèrent qu’elle est restée constante tout au long de l’existence de l’univers.
Bien qu’une minorité de scientifiques rejette l’idée de la matière noire, il existe désormais une pléthore de preuves soutenant son existence, l’une des explications les plus simples impliquant la rotation des galaxies.
Comme l’a noté le Dr Don Lincoln, scientifique principal au Fermilab, le principal laboratoire américain de physique des particules, malgré l’attraction gravitationnelle vers le Soleil, les vitesses des planètes se traduisent par des orbites presque circulaires.
L’équilibre entre la vitesse et la gravité fait que les planètes les plus éloignées du Soleil se déplacent à un rythme plus lent que celles qui en sont les plus proches. De même, dans les galaxies, les étoiles suivent un schéma similaire, les lois de la physique faisant des prédictions analogues.
Plus précisément, les étoiles situées plus loin du centre galactique devraient se déplacer à un rythme plus lent que celles qui en sont plus proches.
Cependant, les observations des astronomes révèlent que les étoiles situées dans les régions extérieures des galaxies se déplacent plus rapidement que prévu. Si les lois de la gravité et du mouvement sont vraies, la seule explication plausible est la présence de matière supplémentaire invisible qui intensifie la force gravitationnelle subie par ces étoiles en mouvement rapide.
Le nouvel article du Dr Bodas et de ses collègues n’est que le dernier en date à consolider la thèse selon laquelle « la matière noire existe réellement ».
