La matière noire ne peut être vue ou détectée par aucun de nos instruments, alors comment savoir si elle existe réellement?
Imaginez que l'Univers était une tarte, et vous alliez le découper en portions savoureuses correspondant à quelles proportions sont quoi. La plus grande partie du gâteau, 68% irait à l'énergie sombre, cette force mystérieuse accélérant l'expansion de l'Univers. 27% iraient à la matière noire, la matière mystérieuse qui entoure les galaxies et n'interagit que par gravité. À peine 5% de cette tarte iraient à la matière normale normale, les choses dont les étoiles, les planètes, le gaz, la poussière et les humains sont faits.
La matière noire a reçu ce nom car elle ne semble en aucun cas interagir avec la matière ordinaire. Il n'entre pas en collision avec lui ni n'en absorbe l'énergie. Nous ne pouvons le voir ou le détecter avec aucun de nos instruments. Nous savons seulement qu'il est là parce que nous pouvons voir l'effet de sa gravité.
Maintenant, vous pourriez dire, si nous ne savons pas ce qu'est cette chose, et nous ne pouvons pas la détecter. Comment savons-nous que c'est réellement là? N'est-ce probablement pas là, comme les dragons? Comment savons-nous que la matière noire existe réellement, alors que nous n'avons aucune idée de ce qu'elle est réellement?
Oh, c'est là. En fait, tout ce que nous savons à peu près, c'est qu'il existe. La matière noire a été théorisée pour la première fois dans les années 1930 par Fritz Zwicky pour tenir compte du mouvement des amas de galaxies, mais les calculs modernes ont été effectués par Vera Rubin dans les années 1960 et 1970. Elle a calculé que les galaxies tournaient plus rapidement qu'elles ne le devraient. Si vite qu'ils devraient se déchirer comme un manège éjectant des enfants.
Rubin a imaginé que chaque galaxie était coincée à l'intérieur d'un vaste halo de matière noire qui fournissait la gravité pour maintenir la galaxie ensemble. Mais il n'y avait aucun moyen de détecter réellement ce genre de choses, alors les astronomes ont proposé d'autres modèles. Peut-être que la gravité ne fonctionne pas comme nous le pensons à de grandes distances.
Mais au cours des dernières années, les astronomes sont devenus de mieux en mieux capables de détecter la matière noire, uniquement grâce à l'effet de sa gravité sur le chemin emprunté par la lumière lorsqu'elle traverse l'Univers. Lorsque la lumière traverse une région de matière sombre, son trajet est déformé par la gravité. Au lieu de prendre une ligne droite, la lumière est courbée d'avant en arrière selon la quantité de matière noire qui passe.
Et voici la partie étonnante. Les astronomes peuvent ensuite cartographier les régions de matière noire dans le ciel simplement en regardant les distorsions dans la lumière, puis en reculant pour déterminer la quantité de matière noire qui devrait être là pour la provoquer.
Ces techniques sont devenues si sophistiquées que les astronomes ont découvert des situations inhabituelles où les galaxies et leur matière noire se sont éloignées les unes des autres. Ou des galaxies de matière noire qui n'ont pas assez de gaz pour former des étoiles. Ce ne sont que des taches géantes de matière noire. Les astronomes utilisent même la matière noire comme lentilles gravitationnelles pour étudier des objets plus éloignés. Ils n'ont aucune idée de ce qu'est la matière noire, mais ils peuvent toujours l'utiliser comme télescope.
Ils n'ont jamais capturé de particules de matière noire et ne les ont pas étudiées en laboratoire. L'une des prochaines tâches du Grand collisionneur de hadrons sera d'essayer de générer des particules qui correspondent aux caractéristiques de la matière noire telle que nous la comprenons. Même si le LHC ne crée pas réellement de matière noire, il contribuera à affiner les théories actuelles, en espérant aider les physiciens à se concentrer sur la vraie nature de ce mystère.
Voilà comment fonctionne la science. Quelqu'un remarque quelque chose d'inhabituel, puis les gens proposent des théories pour l'expliquer. La théorie qui correspond le mieux à la réalité est considérée comme correcte. Nous vivons dans un monde moderne, où tant de théories scientifiques ont déjà été prouvées depuis des centaines d'années: germes, gravité, évolution, etc. Mais avec la matière noire, vous êtes en vie à une époque où c'est un mystère. Et si nous avons de la chance, nous le verrons résolu au cours de notre vie. Ou peut-être qu'il n'y a pas de matière noire après tout, et nous sommes sur le point d'apprendre quelque chose de totalement nouveau sur notre Univers. Science, tout dépend de vous.
Que pensez-vous de la matière noire? Dites-le nous dans les commentaires ci-dessous.
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