Matière noire, matière noire... tout le monde en a entendu parler sans savoir ce qu'est cette matière qui représenterait une majorité de ce qui constitue notre Univers. Alors, c'est quoi? Je vais essayer de l'expliquer simplement! Thread👇
Une des plus grande révolution scientifique est venue de la gravitation universelle de Newton au 17ème siècle. Les masses s'attirent et la théorie de Newton permet de très bien expliquer la chute des corps et le mouvement de presque toutes les planètes.
En 1846, en appliquant la théorie de Newton au mouvement d'Uranus, le français Le Verrier prédit la présence d'une nouvelle planète dans le système solaire. Quelques semaines plus tard, en suivant ses calculs, la planète Neptune est découverte à l'observatoire de Berlin.
C'est une révolution, on peut prévoir des choses, trouver des objets qu'on ne voit pas!!!
En 1915, Einstein publie sa théorie de la gravitation: la Relativité Générale. C'est compliqué mais ça marche super bien, on peut presque tout expliquer dans l'Univers!
Mais en 1933, le Suisse Fritz Zwicky observe des galaxies dans l'amas de la chevelure de Bérénice. La vitesse des galaxies les unes par rapport aux autres ne peut pas être expliquée par la masse qu'il voit. On dirait qu'il "manque" une masse, qu'il appelle "dunkle materie".
Dans les années 1970, la brillante Vera Rubin mesure comment les étoiles tournent dans les galaxies, en supposant que les étoiles dans les galaxies devraient suivre les mêmes lois que les planètes dans le système solaire.
Mais les étoiles situées en périphérie des galaxies tournent trop vite. Il semblerait que de la matière soit invisible à nos télescope: la matière noire!
Quelques années plus tard le futur prix Nobel de Physique J. Peebles prédit que pour que les galaxies spirales se forment, il faudrait qu'elles soient entourées d'un énorme halo de matière noire (comme ici, ais en bleu, sur cette vue d'artiste de l'amie @_Luis_Calcada )
Plus de 90% de la masse de certaines galaxies serait donc de la matière qui n’interagit pas avec la lumière, mais qui a une masse. Alors c'est quoi cette matière noire?
Et bien on sait pas, mais on cherche! Il y a pas mal d'expérience pour identifier des particules qui seraient responsable de cette masse manquante... pour l'instant sans succès.
Pendant quelques temps, on a pensé que c'était des étoiles peu brillantes, ou du gaz... mais en cherchant on ne trouve pas non plus!
En utilisant les lentilles gravitationnelles prédites par Einstein (et observées!!), on peut essayer de voir comment la masse de cette matière noire dévie la lumière de galaxies lointaines, car les masses dévient la lumière.
On peut ainsi obtenir des images d'amas de galaxies (à gauche avec le télescope Hubble) et estimer la distribution de matière noire dans ces amas (en bleu à droite).
Les simulations actuelles, comme sur cette vidéo sont incapables de former les galaxies observées sans matière noire. © Via Lactea project
Une solution serait peut-être de modifier nos théories de la gravitation.. qui semblent très bien marcher! Pour l'instant aucune nouvelle théorie semble capable d'expliquer ce que l'on observe.
L'analyse des données du satellites Planck, qui étudiant la lumière émise juste après le Big Bang, indique que cette matière noire semble nécessaire pour expliquer notre Univers... tout comme l'énergie noire (je reviendrais la dessus plus tard).
On a donc découvert énormément de choses en astrophysique (galaxies, exoplanètes, expansion de l'Univers etc..)... mais il semblerait qu'on ne connaisse même pas 5% de ce qui constitue l'Univers! Je pense que cela doit nous rendre humble. Alors continuons d'étudier l'Univers!
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