AU DELA DU VIDE - LA MATIERE NOIRE

Au delà du vide, est un documentaire (0h42) de la série Voyage dans l'espace-temps, qui s'intéresse à une des théories très controversées de l'astrophysique, celle de présence d'une matière noire dans l'Univers interagissant sur la matière visible. Présenté par Morgan Freeman.

 

De toutes les énigmes de l'astronomie moderne, la nature de la matière noire est l'une des plus obsé­dantes. La plupart des astronomes pensent que de grandes quantités de matière non identifiée imprègnent l'Univers.
À l'instar du public d'un spectacle de marionnettes qui déduit de ce qu'il voit la présence d'un manipulateur caché, les cosmologistes observent que la matière visible se déplace de façon inexplicable et en concluent qu'une matière invisible doit tirer les ficelles. Pourtant, cette matière noire supposée refuse toujours de sortir de l'ombre.
Un certain nombre d'astronomes mettent en doute son existence, et d'autre prennent cette possibilité au sérieux.

La matière noire est une composante majeure de l'Univers, plus de six fois plus abondante que la matière visible ordinaire. Elle a pour particularité de n'émettre aucun rayonnement et de n'interagir que par l'action de la gravité. Pour découvrir sa distribution dans l'espace, les astronomes utilisent la déviation de la lumière qu'elle produit par sa gravité, un effet baptisé "lentille gravitationnelle".
La lumière des galaxies lointaines voyage dans l'espace et traverse sur le chemin des concentrations de matière avant de nous atteindre. La lumière est alors légèrement déviée, et cette infime déviation nous renseigne sur la distribution et la quantité de matière traversée, qu'elle soit visible ou invisible. L'effet est analogue à celui d'une lentille déformant légèrement le paysage d'arrière-plan.

La question de la matière noire remonte aux années trente lorsque Fritz Zwicky, étudiant le mouvement de certaines galaxies de l'amas du Coma, assurait que celles-ci allaient beaucoup plus vite que ce que prévoyaient les lois de la physique. La vitesse excessive des galaxies étudiées ne pouvait donc s'expliquer que par la présence d'une autre masse supérieure à la masse visible de l'amas, mais à l'époque, personne ne prit ces résultats au sérieux.
Le problème resurgit quelques années plus tard avec Vera Rubin, qui découvre que la courbe des vitesses de rotation reste étonnamment constante, trahissant la présence d'une importante quantité de matière noire.
La présence de matière noire est aussi prédite par la théorie de l'inflation qui conduit à une densité de l'Univers très supérieure à celle qui est observable sous forme d'étoiles.

La physique et l’astrophysique sont des sciences en mouvement. Au début du 20ème siècle, la relativité d’Einstein et la physique quantique ont bouleversé les conceptions antérieures de l’infiniment grand et de l’infiniment petit. Les génies de l’époque ont toutefois laissé en héritage à leurs successeurs un grave problème, deux physiques indépendantes, fonctionnant bien dans leur domaine, mais incompatibles entre elles. Depuis cette époque, les observations ont permis de découvrir que l'Univers est en expansion et qu'il s’accélère, découverte qui a valu un prix Nobel à ses auteurs.
D’un coté il manque de la matière, de l’autre, de l’énergie, et c'est ce qu'il faut pour que les équations des physiciens fonctionnent. Faute de mieux, ces composantes invisibles de l’Univers ont été qualifiées de "noires".
Pour quelles raisons les astrophysiciens ont-ils été conduits à introduire dans leurs théories des notions qui échappent à toute observation et analyse ? Faut-il continuer à chercher désespérément la matière noire et l’énergie noire dans l’Univers ou bien faut-il admettre que les équations qui suggèrent leur existence sont à revoir en profondeur ? Existe-t-il déjà des théories qui se passent de ces deux grandes inconnues ?

Récemment, une équipe a publié une cartographie de la matière noire d’une étendue sans précédent. Ce sont les distorsions gravitationnelles qui permettent d'établir la carte de la matière noire.
Pour d’autres scientifiques, la matière noire relèverait de la pure hypothèse de travail, un rôle que l’éther a déjà joué avant Einstein. L’un des opposants, Christian Magnan, a publié un ouvrage intitulé Le Théorème du jardin, dans lequel il estime que la matière noire est "l’une des impostures les plus désolantes de la science moderne".
L’histoire de la physique est jalonnée de notions plus ou moins fumeuses qui servent, un temps, à boucher les trous de certaines théories.

- Voir aussi :

MATIÈRE NOIRE ET ÉNERGIE SOMBRE, THÉORIES DE L'UNIVERS

LE MYSTÈRE DE LA MATIÈRE NOIRE

MATIÈRE NOIRE OU SOMBRE DE L'UNIVERS : L'énigme de l'astrophysique

L'EXPANSION DE L'UNIVERS EST-ELLE INFINIE ? - Nuit des étoiles - Arte

LES SECRETS DE LA GRAVITE : De Newton et Einstein à Brian Cox

ALBERT EINSTEIN, UN MYTHE, UN HOMME - Biographie