La matière noire existe-t-elle vraiment ?

par Guillaume Calu - SPS n° 290, avril 2010

Il s’agit probablement du plus gros problème auquel se heurtent les astrophysiciens modernes : la matière que nous pouvons observer dans l’univers compte seulement pour 5 % de la gravité observée dans les interactions entre galaxies ! L’explication conventionnellement apportée pour expliquer ce surprenant phénomène suggère que de grandes quantités de matière noire combleraient ces 95 % manquants. Mais certains physiciens réfutent cette explication, et mettent plutôt en cause une erreur de la théorie d’Einstein. Qui des deux camps possède la bonne réponse ?

Dans une publication parue dans Science, Pedro Ferreira du département de Physique d’Oxford et Glenn Starkman de l’Université américaine de Case font le point sur l’établissement de théories alternatives à celle de la matière noire. « Pendant 25 ans, de nombreuses voix ont proposé qu’il n’existe pas de matière noire, que nous ayons tout simplement mal interprété les données et qu’en vérité nous ne comprenions pas la gravité  » explique le Dr. Ferreira sur le site de l’Université d’Oxford.

La recherche de solutions alternatives est donc un défi pour de nombreux physiciens théoriciens. Il a fallu attendre que de nouvelles théories basées sur la relativité générale d’Einstein soient développées afin de proposer des modèles alternatifs à la matière noire. Le physicien israélien Mordehai Milgrom a ainsi proposé en 1983 une théorie baptisée « Dynamique Newtonienne Modifiée » (DNM). Le physicien Jacob Bekenstein, l’un des fondateurs de la thermodynamique des trous noirs, améliora en 2004 la théorie DNM et proposa la théorie TeVeS (pour Tensor/Vector/Scalar).

Le débat est loin d’être tranché, et de nouveaux résultats expérimentaux sont nécessaires. Des programmes comme la Joint Dark Energy Mission (projet NASA) ou le radiotélescope Square Kilometre Array, en cours d’implémentation, permettront peut-être de répondre aux interrogations soulevées par ces nouvelles théories. À la clé, une nouvelle compréhension de la gravitation en astrophysique.

Pour en savoir plus :Ferreira, P.G., Starkman, G.D. « Einstein’s Theory of Gravity and the Problem of Missing Mass ». Science 326(5954), 812 – 815 ; DOI : 10.1126/science.1172245

Mis en ligne le 25 avril 2010
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