Et si la matière noire avait changé de propriétés au cours de l’histoire de l’Univers ?

Des scientifiques ont proposé un nouveau modèle pour décrire cette matière mystérieuse qui échappe encore aux instruments de détection. Avec une originalité : un changement dans ses propriétés au cours de l’histoire de l’Univers.

Elle constituerait plus d’un quart de l’Univers, influencerait les mouvements des galaxies, et pourtant on ne l’a toujours pas observé : la fameuse "matière noire" sait se faire désirer. Les chercheuses et chercheurs proposent alors des modèles pour la décrire, dans l’espoir de mieux la comprendre et de faciliter sa détection. Le dernier en date, publié dans la revue Physical Review Letter : les "Highly Interactive Particle Relic", ou HYPER, proposé par une collaboration entre des physiciens de l’Université Johannes-Gutenberg (Mayence, Allemagne) et l’Université du Michigan (Ann Arbor, États-Unis).

On recherche : interaction

La plupart des modèles décrivant notre monde ont besoin de cette matière invisible pour être complet, mais sa nature exacte reste encore inconnue. Un des problèmes qu’elle pose, c’est la nature de son interaction avec la matière classique. Car dans les modèles actuels, cette interaction défini la quantité de matière noire qui se serait formée au début de l’Univers. Or, on a une bonne idée de cette quantité et de la répartition de la matière noire, notamment grâce à des observations astrophysiques.

Le problème, c’est que cette quantité implique une matière noire qui interagit très peu avec la matière classique, et qui serait donc très difficilement détectable, voir indétectable, aujourd’hui. Avec leur modèle HYPER, les auteurs de l’étude contournent ce problème : ces nouvelles particules voient leur interaction avec la matière classique changer au cours du temps. D'abord une interaction "faible" pour expliquer l'abondance de matière noire, puis une interaction plus forte qui ferait qu'on puisse la détecter aujourd'hui. "Notre idée principale, qui sous-tend tout le modèle HYPER, c’est que l’interaction a changé d’un coup, brutalement", déclare dans un communiqué Robert McGehee, auteur de l’étude.

Cela se traduit par le changement de propriété d’une particule spécifique : la particule médiatrice, responsable de l’interaction. En effet, en physique [...]

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