Parmi les multiples questions que l'on se pose sur l'Univers étant enfant, certaines trouvent des réponses aujourd'hui étant adulte. Cependant, encore une très grande part de ces questions concernant l'Univers et sa structure ainsi que son fonctionnement demeurent sans réponse certaine, ne laissant que des hypothèses, voire parfois aucune hypothèse du tout…
Parmi ces énigmes, nous retrouvons les mystères de ce que nous appelons la matière noire et l'énergie sombre. Nous donnons des noms à des choses qui nous sont encore inconnues, en choisissant justement généralement des termes symboliques. Ainsi, la "matière noire" et "l'énergie sombre" révèlent de la noirceur, de l'inconnu, une part d'ombre dans le savoir…
Qu'appelle-t-on matière noire, ou matière sombre ?
Tout d'abord, il convient de préciser en guise de préambule que la matière noire et l'énergie sombre ne font pas référence à la même chose. Il ne s'agit en aucun cas de synonymes en physique ! Cependant, nous allons parler de ces deux phénomènes physiques liés à l'astronomie dans un même article car il s'agit de deux éléments qui représentent à eux deux une grande part d'ombre encore dans notre savoir.
Si on appelle cette matière ainsi, "matière sombre", c'est donc parce qu'elle renferme beaucoup d'inconnu et de mystère pour l'être humain à ce jour. La matière noire, ou sombre, concerne principalement les galaxies. En physique, on estime que la matière baryonique, la matière "ordinaire" perceptible et connue, ne représente qu'une infime part de la matière totale dans l'Univers. Il y aurait donc, selon les estimations actuelles, plus de 5 fois plus de matière sombre, de matière inconnue donc, qu'il y a de matière connue, baryonique, dans l'Univers.
Pourquoi est-elle si difficilement détectable, discernable ?
La matière noire est appelée ainsi principalement parce que contrairement à la matière ordinaire, elle ne réagit pas aux photons, et donc à la lumière. C'est ce qui la rend si mystérieuse et difficile à cerner pour nous êtres humains !
Elle n'interagit pas non plus ou très très peu avec la matière connue, baryonique, ce qui donne encore plus de fil à retordre. Comment parvenons-nous dans ce cas à savoir qu'il y a une matière autre que la matière ordinaire ? Tout simplement par le biais de sa force gravitationnelle, ayant une influence plus que puissante dans l'Univers.
La matière noire considérée auparavant comme étant du vide
Avant que l'on n'appelle cela "matière noire", ou "matière sombre", il faut savoir que jusqu'en 1900 et quelques, cette grande matière inconnue était considérée comme étant du vide, une absence de matière donc. En effet, ne serait-ce qu'en 1919, Edward Emerson Barnard, astronome américain, s'exprimait ainsi :
"Il serait imprudent de supposer que toutes les régions noires que l'on trouve sur les photographies du ciel sont dues à la présence de masses opaques situées entre nous et les étoiles. Dans un nombre considérable de cas, aucune autre explication n'est possible, mais certaines de ces régions sont assurément uniquement des vides". (On the Dark Markings of the Sky with a catalogue of 182 such objects).
La matière noire remise en question : quels indices avons-nous ?
Il faut bien préciser que la matière noire est largement remise en question par de nombreux physiciens, ceux-ci réfutant l'hypothèse d'une telle matière. Cependant, de nombreux signes de cette présence ont pu être observés dans le passé, et actuellement.
L'étude de la rotation des galaxies
Le premier indice quasiment irréfutable (et pourtant) concerne la manière dont nous parvenons à déduire l'estimation de la masse des galaxies. Car non seulement nous sommes capables de repérer localement les points de coordonnées géométriques de nombreux éléments dans l'Univers, mais en plus de cela, on peut bien souvent en déduire la masse ! C'est bien en étudiant leur rotation que nous pouvons réussir à faire une estimation de leur masse. Comment faisons-nous ? Nous la déterminons ainsi :
- analyse de la vitesse à laquelle tournent les étoiles autour du centre en question
- analyse de la vitesse à laquelle tourne le gaz autour du centre
Plus la vitesse de rotation des étoiles et du gaz autour du centre est élevée, plus la masse du système est élevée. Cela pourrait sembler étonnant étant donné que l'on peut se dire que plus la masse est réduite, plus il est rapide pour les étoiles et pour le gaz de faire un tour complet autour du système.
Cependant, il ne faut surtout pas oublier que plus une masse est importante et élevée, et plus l'attraction exercée sur les étoiles est forte ! Ainsi, plus l'attraction est forte et plus les étoiles tournent rapidement autour du système. On constate donc que la masse est infiniment plus grande que ce que l'on perçoit !
L'analyse de la masse des amas de galaxies
Également, la masse totale des amas de galaxies ne correspond pas aux matières que l'on perçoit. La masse totale de tous les amas de galaxies existant et perceptibles jusqu'ici es beaucoup plus importante que la seule masse des galaxies qui composent ces amas. En analysant plus précisément ces amas de galaxies, on a pu y découvrir du gaz chaud. Où cela exactement ? Au cœur même des amas de galaxies… Il y a donc inévitablement présence d'une certaine masse inconnue, appelée "noire" ou "sombre" justement, entre les différentes galaxies !
Les données recueillies par le satellite Planck (2013 et 2014)
Le satellite Planck lancé le 14 mai 2009 par un lanceur Ariane 5-ECA permet de déduire plus précisément, en 2014, les proportions des composants actuels de l'Univers, de manière plus claire et précise donc : on estime à 4,9% le taux de présence de la matière baryonique (la matière ordinaire), à 68,6% le taux d'énergie sombre et, enfin, à 26,6% le taux de matière noire.
Qu'appelle-t-on énergie noire ?
À présent, passons à la deuxième grande inconnue de l'Univers : l'énergie noire. En réalité, parmi les très nombreux grands mystères de l'Univers aujourd'hui, trois attirent grandement l'attention : la matière noire, l'énergie noire ainsi que les trous noirs. Les fluides non-newtoniens sont également des éléments qui intriguent, mais dans un autre registre ! D'ailleurs, si tous trois contiennent le terme "noir" dans leur appellation, c'est justement pour cette part d'inconnu, d'obscur et de mystérieux !
À quoi correspond cette "énergie noire" ? De la même manière que la matière noire correspond en réalité à quelque chose qui nous est totalement inconnu si ce n'est qu'il s'agit probablement de matière noire, l'énergie noire est le nom donné à l'énergie d'une force soupçonnée mais non prouvée encore.
Le concept d'énergie noire est en réalité très récent, comparé aux autres découvertes du secteur scientifique lié à l'Univers : ce n'est qu'en 1998 que nous sommes capables de mesurer l'accélération de l'expansion de l'Univers. Initialement, c'est étonnant. Pourquoi ? Tout simplement parce que "normalement", selon la loi de la gravité énoncée par Newton, l'Univers devrait subir un ralentissement dans son expansion. Cependant, ce que l'on nomme "énergie noire" correspond justement à l'énergie d'une force qui, apparemment, contrecarre la loi de la gravité.
Cette loi, encore inconnue et uniquement au stade hypothétique de nos jours, doit nécessairement être supérieure (plus puissante) à la loi de la gravité. L'énergie noire semble alors être une force dite répulsive : l'attraction n'est pas de rigueur ici !
Origine de la découverte d'une force supérieure à la loi de la gravité
C'est lorsque l'on se penche un peu plus sur les phénomènes d'explosion de planètes, les supernovæ lointaines, que l'on en déduit que l'Univers poursuit une accélération de son expansion. Si aucune force supérieure à la loi de la gravité n'existait, alors la logique voudrait que les supernovæ en question soient plus proches de nous qu'elles ne le sont en réalité. Les supernovæ dont nous parlons étaient justement estimées, d'après nos calculs, plus proches de la Terre que ce que leur luminosité lors de l'implosion laisse entendre.
En effet, si ces supernovæ étaient à une distance telle que nous l'avions calculée (pour celles en question), alors la luminosité lors de leur explosion aurait été sensiblement plus forte. Ce qui n'a donc pas été le cas, laissant supposer qu'elles se trouvaient en réalité beaucoup plus loin que ce que les calculs donnaient à voir.
L'expansion de l'Univers va-t-elle continuer de croître indéfiniment ?
Encore une fois, nous sommes ici face à quelque chose qui n'est pas visible, par perceptible par l'humain. Nous ne pouvons donc absolument pas savoir si cette énergie, cette force, est là pour durer et ainsi permettre à l'Univers de croître dans son expansion continue…
Et tant que la nature même de cette énergie ne sera pas assez analysée, l'humain ne pourra ainsi pas connaître l'avenir probable de l'expansion de l'Univers. Le freinage supposément imposé par la théorie de la gravité de Newton ne fonctionne pas avec l'énergie noire, si elle est réelle.
Des noms inventés par l'humain révélant notre ignorance sur ces sujets…
Finalement, les noms inventés que sont "matière noire" et "énergie noire" ne font que renforcer encore plus l'ignorance dont nous sommes victimes quant à ces domaines mystérieux du chaos de l'Univers… Mais cela permet au moins de les identifier ne serait-ce qu'un minimum et ainsi de les comptabiliser dans l'équation ! Nous savons à présent que l'Univers est constitué comme suit :
- à 4% de matière baryonique
- à 26% de matière noire
- à 70% d'énergie noire
Normalement !
Vous avez aimé cet article ? Notez-le !
Loading...
