Univers : on a retrouvé la matière manquante !

À la dérobée, de la matière ordinaire circule sur les autoroutes intergalactiques qui sillonnent l'ensemble du cosmos.

Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°209 daté avril/ juin 2022.

Au début des années 2000, les grands recensements de galaxies entrepris par les astronomes révélèrent un problème inattendu : on ne retrouvait pas, dans l'Univers contemporain, la quantité de matière ordinaire -composée de protons, neutrons et autres électrons -, qui aurait dû s'y trouver selon la théorie. Ce que les astrophysiciens nomment la matière baryonique (les électrons ne sont pas des baryons, mais comptent pour du beurre tant ils sont légers) et qui n'a aucun rapport - rappelons-le - avec la matière noire. Où étaient donc passés ces baryons manquants ?

Invisible car "diluée"

Dès le début, les soupçons se tournèrent vers la "toile cosmique", ce réseau de nœuds et de filaments le long desquels s'agglutinent les galaxies et qui les relie entre elles. De grandes quantités de matière ordinaire pourraient y circuler de manière invisible à nos yeux si elles étaient assez diluées. En 2017, plusieurs équipes étudièrent, de façon indépendante, les fluctuations de température du fond de rayonnement cosmologique en se posant une même question : si certaines zones apparaissent légèrement plus froides que la moyenne, est-ce parce qu'elles l'étaient effectivement lorsque cette image de l'Univers jeune a été émise, 380.000 ans après le Big Bang ? Ou paraissent-elles refroidies simplement parce que leur lumière, avant de nous parvenir, a été diffusée par les électrons contenus dans des nuages de plasma situés à l'avant-plan ?

En superposant la carte de la toile cosmique près de notre galaxie à celle du fond cosmologique, les astronomes constatèrent une certaine corrélation entre les zones froides du second et la répartition de matière de la première. Il semblait bien que de grandes quantités d'électrons étaient présentes le long de filaments reliant les galaxies. Et ils ont beau compter pour du beurre, s'il y a des électrons, c'est que des baryons ne sont pas loin ! Par un[...]

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