2023-06-15 21:10:04
Guadalupe Cañas est chercheuse postdoctorale en cosmologie à l’Agence spatiale européenne (ESA). Faites partie de la mission Euclide, qui sera lancée le 1er juillet pour créer la carte tridimensionnelle la plus grande et la plus précise du cosmos jamais réalisée en observant quelque 2 milliards de galaxies situées jusqu’à 10 milliards d’années-lumière, couvrant un tiers du ciel. . Cela aidera à clarifier la véritable nature de la matière noire, que personne n’a pu voir mais qui représenterait 25% de l’univers, et de l’énergie noire encore plus énigmatique, qui en représente 70%. Nous ne connaissons que les 5% restants du cosmos.
« Pourquoi n’avons-nous pas encore trouvé de matière noire et d’énergie noire ? »
— C’est que la cosmologie moderne est très jeune, à peine 30 ou 40 ans. Nous croyons que l’énergie noire entraîne l’accélération de l’expansion de l’univers. La matière noire se comporte comme la matière que nous connaissons, elle a de la gravité, mais elle n’interagit pas avec la lumière, elle ne peut donc pas être vue. Pour comprendre sa nature, il faudrait supposer qu’il est composé d’une sorte de particule qui n’a pas encore été découverte.
Quels candidats avons-nous ?
—Lorsque vous étudiez la matière noire, vous devez prendre une décision et c’est de supposer soit que toute la matière que nous appelons noire est la même, soit qu’il y a des composants différents. On sait qu’il existe des objets astronomiques qui peuvent contribuer à cette matière noire, par exemple, des trous noirs produits dans l’univers primordial ou des naines blanches qui sont déjà en fin de vie et deviennent des naines noires. Mais ils ne servent pas à tout prévoir. Il existe également des particules candidates pour former cette matière comme les axions ou les wimps (Weakly Interacting Massive Particles).
« Les trous noirs primordiaux pourraient-ils être une source ? »
— Oui, cette théorie est très à la mode et en fait c’en est une que nous voudrions tester. En nous donnant cet énorme catalogue de galaxies et en étant capable de créer cette carte en 3D, Euclid va aussi nous dire quelles étaient les conditions initiales dans l’univers et s’il est possible que ces trous existent.
Il peut arriver que la gravité se comporte différemment à grande échelle
— Alors, la matière noire était déjà dans la soi-disant soupe cosmique, l’univers peu après le Big Bang ?
—Oui, nous pensons qu’elle était là quand l’univers était tout petit et très très chaud, et qu’elle a dû jouer un rôle non négligeable. Au cours de cette soupe cosmique, les premiers noyaux atomiques ont tenté de s’effondrer gravitationnellement, mais il faisait si chaud qu’ils avaient suffisamment d’énergie pour inverser cette gravité. La matière noire a permis à la gravité de commencer à agglomérer la matière.
“Peut-il y avoir des étoiles faites de matière noire ?”
“Nous ne l’excluons pas. Dans les années 2000, il y avait une théorie assez intéressante de quelque chose appelé mâles (MAssive Compact Halo Objects), des objets dont nous savons qu’ils n’émettent pas de lumière mais doivent être là. Les naines noires sont des naines blanches qui ont déjà cessé de briller. Nous pensons qu’ils doivent exister, mais comme ils n’émettent pas de lumière et sont petits par rapport aux galaxies, il est difficile de les détecter gravitationnellement. Ce qui se passe, c’est que notre univers n’est pas encore assez vieux pour qu’il y en ait assez. Il est également possible qu’il nous manque quelque chose, c’est pourquoi Euclide se concentre sur l’obtention de mesures d’au moins 2 000 millions de galaxies d’ici à 10 000 millions d’années.
« Y a-t-il d’autres possibilités ?
—Cette énergie noire peut être associée à des espaces vides dans l’univers, bien que la physique quantique ne soit pas d’accord. Il se peut aussi que notre compréhension de la gravité soit incomplète. Nous n’avons pas testé la théorie de la relativité d’Einstein au-delà du système solaire. A grande échelle, avec des distances beaucoup plus importantes, il peut arriver qu’il se comporte différemment.
“Et si on découvrait que la matière noire n’existe pas ?”
“C’est hautement improbable. Il serait très étrange qu’Euclide ne le confirme pas. En plus du fond cosmique de micro-ondes, le rayonnement laissé par le Big Bang, il existe de nombreuses preuves actuelles indiquant son existence. Si vous regardez une galaxie tourner, la seule façon d’expliquer la vitesse à laquelle elle tourne est d’ajouter plus de masse. En fait, c’était la première preuve qu’il y avait plus de matière que nous ne pouvions en voir. Et la pauvre Vera Rubin, elle n’a jamais eu de prix Nobel pour l’avoir découvert.
« Et si Euclide ne confirme pas le modèle standard ? »
C’est très difficile à réfuter. Il n’a que six paramètres et il fonctionne très bien. Mais je serais absolument heureux si nous pouvions en trouver un autre qui expliquerait mieux les observations. Si Euclid ne le confirme pas, cela nous laisse une fenêtre fantastique ouverte pour pouvoir tester des modèles alternatifs et rechercher un type de particule qui convient.
#est #quil #ait #des #objets #faits #matière #noire
1686858970
