La matière noire existe-t-elle ?
Pour traquer cette mystérieuse matière qui constitue un quart de l'Univers, les théories se sont multipliées depuis quarante ans. Comme aucune particule du modèle standard ne convenait, on s'est mis à en chercher de nouvelles. La solution est peut-être ailleurs.
Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir n°929/930, daté juillet/ août 2024.
L'énigme de la matière noire perdure depuis près de quatre décennies. Elle constitue environ 27 % de l'Univers (68 % pour l'énergie noire et 5 % pour la matière classique), mais sa nature reste inconnue. Elle se dérobe sans cesse aux tentatives des astronomes pour la saisir. La matière noire ne rayonne pas, ce qui la rend invisible quel que soit le domaine du spectre électromagnétique (UV, visible, X ) où on la guette. Et elle n'interagit pas, ou presque pas, avec la matière : elle traverse donc sans encombre les détecteurs de toutes sortes. Seuls ses effets gravitationnels elle "pèse" sur la matière classique trahissent sa présence. C'est ainsi qu'elle a surgi dans les travaux de Françoise Combes, astrophysicienne à l'observatoire de Paris et membre de l'Académie des sciences.
"Pour le stabiliser dans nos simulations, nous devions ajouter de la matière noire"
"Au début des années 1980, j'étudiais la dynamique des galaxies. Nous passions alors du calcul analytique aux premières simulations numériques pour décrire leurs formes. Ces simulations à deux dimensions d'espace débouchaient sur des galaxies barrées [les bras spiraux de la galaxie émergent aux extrémités d'une barre d'étoiles]. Cela nous surprenait parce que les calculs décrivaient plutôt des galaxies tout en spirale, sans barre. Lorsque cela a été possible, nous sommes passés à des modélisations à trois dimensions pour voir si les barres subsistaient. Non seulement elles étaient encore là, mais nous avons montré l'existence d'un halo, un bulbe d'étoiles, s'étendant au-dessus et en dessous du disque galactique. Pour le stabiliser dans nos simulations, nous devions ajouter de la matière noire, sinon le disque de la galaxie chauffait trop, ce qui détruisait toute structure. "
Ainsi, la matière noire apparaît indispensable pour rendre compte des observations, comme la forme des galaxies donc, mais aussi la vitesse de rotati[...]