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Article. De nouvelles hypothèses concernant la matière noire.
Jean-Paul Baquiast 20/05/2015

L'image compare les images observées de El Gordo en émission X (gauche) et le modèle numérique du gaz chaud proposé par les chercheurs basques (droite)

La matière noire est censée constituer plus de 80% de la matière dans l'univers. Sa présence expliquerait de nombreux phénomène gravitationnels dans le cosmos, notamment la cohérence de la structure des galaxies et de leur vitesse de rotation, en dépit de la distance progressive séparant les étoiles du centre à la périphérie de la galaxie. Il faudrait que de la matière noire invisible prenne le relais de la matière stellaire pour conserver les effets gravitationnels s'exerçant au centre, où la masse totale des étoiles est plus élevé que dans les bras. Néanmoins, malgré d'actives recherches, notamment au LHC ou dans le LUX (Large Underground Xenon Experiment) aux Etats-Unis, aucune particule pouvant constituer cette matière noire n'a encore été observée. Si bien que certains en viennent à douter de son existence.

De nouvelles hypothèses la concernant viennent cependant d'être publiées 1) Elles émanent de deux chercheurs de l'Université basque, Tom Broadhurst et Sandor Molnar. Ils ont réalisé une simulation pouvant expliquer la collision, précédemment observée, de deux clusters ou amas de galaxies, ayant contribué à la formation d'un nouvel amas, dit « El Gordo ». Les amas galactiques sont les plus gros objet connus dans l'univers. Ils peuvent rassembler un nombre difficilement imaginable de galaxies, pouvant atteindre des centaines de milliers d''entre elles. Ces amas se constituent sous l'effet de la gravité . Les clusters grossissent sous l'effet des forces gravitationnelles s'exerçant sur eux, lorsqu'elles sont assez fortes pour contrebalancer la force d'expansion de l'univers.

Dans le cas de El Gordo, le plus grand amas observé par les télescopes actuels 2), celui-ci serait le résultat de la collision de deux amas géants. On peut l'observer du fait que la collision comprime les gaz intérieurs à chacun des deux amas jusqu'à des températures élevées visibles dans la partie des rayons X du spectre. Le spectre X révèle que deux longues queues, analogues à celles d'une comète, mais aux dimensions bien différentes, s'étendent à partir du cœur des deux amas. La vitesse de la collision a été estimée à 2.200 km/s, à la limite de ce qu'autorise les théories actuelles concernant la masse de la matière noire.

Les deux chercheurs ont été conduits à donner une explication « hydrodynamique » de celle-ci s'appuyant sur un article précédemment publié du Dr Broadhurst dans Nature (wave dark matter model). Sur cette base, ils ont réalisé un modèle numérique de la collision, qui permettrait d'expliquer la forme en queue de comètes des gaz, et la localisation des masses. Selon ce modèle, l'énergie dégagée au sein de El Gordo serait la plus élevée jamais observée, à l'exception de celle du Big Bang.

On peut prévoir que ces travaux conduiront à approfondir l'hypothèse d'une matière noire prenant la forme d'ondes plutôt que de particules. Autrement dit, il faudrait ne plus rechercher de particules de matière noire, mais des ondes. Faudra-t- il à l'échelle du cosmos tout entier renouveler l'expérience célèbre de l'interféromètre de Young?

Ceci devrait en tous cas à notre avis donner de nouveaux arguments aux hypothèses relatives à la nature quantique de l'univers.

Références

1) Fresh theories about dark matter

2) El Gordo wikipedia fr.